[发明专利]一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法

说明书

本发明提供一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，属于电气工程领域。该方法包括：S1：变压器油样品制备；S2：变压器油频域介电谱的测量；S3：变压器极化电流的测量；S4：根据频域介电谱测量数据，建立变压器油的双支路扩展徳拜模型；S5：根据建立的双支路扩展徳拜模型，结合极化电流测量数据，建立变压器油的三支路扩展徳拜模型。本发明能够在宽频范围内对变压器油介电响应进行精确建模，实现变压器油频率介电特性的定量描述，对更全面地认识其电导和极化特性具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体是一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法。

背景技术

变压器油是油浸式电力变压器绝缘的重要组成部分，既浸润在绝缘纸中，增加绝缘纸的绝缘强度，又以单独油道的形式存在，具备绝缘、冷却和灭弧的作用。在长期的运行过程中，变压器油会受到水分、氧气、热、电以及机械等作用而逐渐劣化，其介电性能也相应发生变化。

关于变压器油的介电特性，目前普遍认为变压器油是一种弱极性电介质，其复介电常数可简化成实部恒定为2.2，虚部由直流电导率σ₀决定，为σ₀/ε₀ω，然而这种简化的介电响应模型函数无法反映变压器油在特定频段所表现出来的弛豫特性。另外，当频段很宽时，变压器油会表现出由电导和极化过程叠加而成的复杂介电特性。因此，需要构建新的介电响应模型函数来对变压器油宽频介电响应进行定量的描述。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法。通过测量变压器油的频域介电谱建立其双支部扩展徳拜模型，再结合极化电流建立其三支路扩展徳拜模型。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，包括以下步骤：

S1:制备变压器油样品；

S2:对步骤S1制备的变压器油样品进行变压器油频域介电谱的测量；

S3:对步骤S1制备的变压器油样品进行变压器油极化电流的测量；

S4:根据步骤S2测量所得变压器油频域介电谱，建立变压器油的双支路扩展徳拜模型；

S5:根据步骤S4建立的双支路扩展徳拜模型，结合步骤S3测量所得变压器油极化电流，建立变压器油的三支路扩展徳拜模型。

进一步的，所述S1具体为：将变压器油用真空滤油机进行真空滤油，真空度为-0.099Mpa，加热温度为80℃，真空脱气处理后，往油中注入一定的水分，搅拌均匀密封起来，并置入45℃的恒温箱中使水分充分溶解在油中，然后冷却至室温保存。

进一步的，所述S2具体为：取约25ml处理好的变压器油放入液体电极中，室温抽真空去除掉油中空气后，将液体电极密封并放置在恒温箱中测量其频域介电谱，包括复介电常数的实部和虚部，频率测量范围为1mHz-1kHz。

进一步的，所述S4具体包括：

S41:采用如式(1)所示的双支路扩展徳拜模型为基本模型，以此模型为基础，该模型由无穷频率介电常数、直流电导和2个徳拜弛豫极化过程组成；

其中，ε^*(ω)是变压器油的复介电常数频域介电谱，ω为角频率，ε_∞为光频介电常数，ε₀为真空介电常数，σ₀为直流电导率，Δε₁和Δε₂为介电弛豫强度，τ₁和τ₂为弛豫时间常数；