时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法技术

本发明专利技术涉及一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，将带有弛豫因子的介质响应函数应用于回复电压时域介电谱的分析，对回复电压时域响应谱线进行微分解谱，得到包含不同弛豫信息的子谱线，并从中分别提取绝缘油和绝缘纸的平均弛豫因子等新的特征量，挖掘出弛豫因子与油纸绝缘变压器的绝缘油性能劣化、绝缘纸老化等的相互关系。而后提出一种定量评估油纸绝缘变压器绝缘油性能和绝缘纸的绝缘状态新方法。本发明专利技术能有效地实现对单台变压器的油纸绝缘系统状况诊断，为工程应用提供一种可靠而有力的评估手段。

【技术实现步骤摘要】
时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法
本专利技术涉及一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法。
技术介绍
目前，通常借助扩展德拜等效电路分析评估变压器油纸绝缘状态，现已取得了一定研究成果，但是仍然还存在一些问题：1)虽然在油纸绝缘老化判断方面提出一些评估方法，但是多数方法仅停留在定性评估层面，还缺少有效的定量评估方法；2)多数研究者也提出应用弛豫响应特征量评估油纸绝缘变压器老化状况的方法，但它只能诊断出油纸绝缘变压器总体绝缘状况，无法具体诊断到是绝缘油或绝缘纸两者中哪一种发生老化。据此，本专利技术提出一种定量判断绝缘油或绝缘纸绝缘老化状况的新方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，为工程应用评估油纸绝缘老化提供一种准确而可靠的评估手段。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1:根据回复电压时域微分谱线及其参数运算等，得到第一条子谱线；步骤S2:从当前回复电压时域微分谱线扣除第一条子谱线得到剩余曲线,并计算有关参数等，即求得第二条子谱线；步骤S3:重复步骤S1和S2，求得到第3、4、5、…、i、…、N+1条子谱线，当第i次求得的剩余曲线最大峰值的绝对值小于设定的阈值时，则终止解谱；步骤S4:计算绝缘油的平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子；步骤S5:根据平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子判断出变压器油纸绝缘系统老化状况。进一步的，所述步骤S1具体为：从回复电压时域微分谱线L0＝tdur/dt末端开始，随机取三个微小点t1、t2、t3(t1<t2<t3)，建立如下方程组(1)：由方程(1)求解出未知参数：Cj、τj、βj，并代入L(t,1/τj,Cj)＝Cjβj(t/τj)βje-(t/τj)βj，可得到第1条子谱线L1。进一步的，所述步骤S2:步骤S21:从当前回复电圧时域微分谱线L0扣除子谱线L1(t,1/τj,Cj)，得到剩余曲线L1(*)；步骤S22:在L1(*)末端任取三个微小点t4、t5、t6(t4<t5<t6),建立如(2)所示方程组求解出Cj+1、τj+1、βj+1，并代入L(t,1/τj,Cj)，求出第2条子谱线L2。进一步的，执行步骤S3,所述阈值设定为回复电压微分谱线最大峰值绝对值的5％。进一步的，所述步骤S4具体为：根据式(3)和式(4)分别计算绝缘油的平均弛豫因子β油值和绝缘纸的平均弛豫因子β纸值；式(3)中s是子谱的时间常数τi满足0＜τi≤1的所有子谱线数总和；式(4)中l是子谱的时间常数τi在满足τi≥100的所有子谱数线数总和。进一步的，所述根据β油、β纸值即可判断出变压器油纸绝缘系统老化状况具体为：1)当β油∈[0.66,0.85]，β纸∈[0.561,0.792]，可判断出油纸绝缘系统油和纸的绝缘状态均为良好的；2)当β油∈[0.85,0.99]，β纸∈[0.561,0.792]，可判断出油纸绝缘系统油的绝缘性能发生劣化，纸绝的缘状态良好；3)当β油∈[0.66,0.85]，β纸∈[0.792,1]，可判断出油纸绝缘系统油的绝缘性能良好，绝缘纸已发生老化；4)当β油∈[0.85,0.99]，β纸∈[0.792,1]，可判断出油纸绝缘系统的油和纸绝缘状态均为老化严重。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术提出的应用时域介电谱子谱线弛豫因子平均值定量评估油纸绝缘系统老化状况的方法，通过引入带弛豫因子的介质响应函数分析回复电压时域微分谱线、分别提取新的特征量，提出绝缘油和绝缘纸的绝缘状态定量评估方法。能有效地实现对单台变压器的油纸绝缘系统状况诊断，为工程应用提供一种可靠而有力的评估手段。附图说明图1是本专利技术一实施例变压器D1回复压测试曲线；图2是本专利技术一实施例变压器D2回复压测试曲线；图3是本专利技术一实施例变压器D3回复压测试曲线；图4是本专利技术一实施例变压器D1解谱分析结果；图5是本专利技术一实施例变压器D2解谱分析结果；图6是本专利技术一实施例变压器D3解谱分析结果；具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术提供一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1:根据回复电压时域微分谱线及其参数运算，得到第一条子谱线；步骤S2:从当前回复电压时域微分谱线扣除第一条子谱线得到剩余曲线,并计算有关参数等，即求得第二条子谱线；步骤S3:重复步骤S1和S2，求得到第3、4、5、…、i、…、N+1条子谱线，当第i次求得的剩余曲线最大峰值的绝对值小于设定的阈值时，则终止解谱；步骤S4:计算绝缘油的平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子；步骤S5:根据平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子判断出变压器油纸绝缘系统老化状况。本专利技术一实施例中，所述步骤S1具体为：从回复电压时域微分谱线L0＝tdur/dt末端开始，随机取三个微小点t1、t2、t3(t1<t2<t3)，建立如下方程组(1)：由方程(1)求解出未知参数：Cj、τj、βj，并代入L(t,1/τj,Cj)＝Cjβj(t/τj)βje-(t/τj)βj，可得到第1条子谱线L1。本专利技术一实施例中，所述步骤S2:步骤S21:从当前回复电圧时域微分谱线L0扣除子谱线L1(t,1/τj,Cj)，得到剩余曲线L1(*)；步骤S22:在L1(*)末端任取三个微小点t4、t5、t6(t4<t5<t6),建立如(2)所示方程组求解出Cj+1、τj+1、βj+1，并代入L(t,1/τj,Cj)，求出第2条子谱线L2。本专利技术一实施例中，所述阈值设定为回复电圧微分谱线最大峰值的绝对值的5％。本专利技术一实施例中，所述步骤S4具体为：根据式(3)和式(4)分别计算绝缘油的平均弛豫因子β油值和绝缘纸的平均弛豫因子β纸值；式(3)中s是子谱的时间常数τi满足0＜τi≤1的所有子谱线数总和；式(4)中l是子谱的时间常数τi在满足τi≥100的所有子谱数线数总和。本专利技术一实施例中，所述根据β油、β纸值即可判断出变压器油纸绝缘系统老化状况具体为：1)当β油∈[0.66,0.85]，β纸∈[0.561,0.792]，可判断出油纸绝缘系统油和纸的绝缘状态均为良好的；2)当β油∈[0.85,0.99]，β纸∈[0.561,0.792]，可判断出油纸绝缘系统油的绝缘性能发生劣化，纸绝的缘状态良好；3)当β油∈[0.66,0.85]，β纸∈[0.792,1]，可判断出油纸绝缘系统油的绝缘性能良好，绝缘纸已发生老化；4)当β油∈[0.85,0.99]，β纸∈[0.792,1]，可判断出油纸绝缘系统的油和纸绝缘状态均为老化严重。实施例1：现有3台油纸绝缘变压器(D1，D2，D3)，已知变压器油纸绝缘基本情况见表1所示。利用RVM5461回复电压测试仪分别进行回复电压测试，获取D1，D2，D3变压器的回复电压极化谱曲线如图1-3所示。基于回复电压极化谱曲线，应用本专利技术方法对3台变压器的油纸绝缘状态进行评估。具有实施步骤如下：表1变压器基本信息根据步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1:根据回复电压时域微分谱线及其参数运算，得到第一条子谱线；步骤S2:从当前回复电压时域微分谱线扣除第一条子谱线得到剩余曲线,并计算有关参数，即求得第二条子谱线；步骤S3:重复步骤S1和S2，依次求得到第3、4、5、…、i、…、N+1条子谱线，当第i次求得的剩余曲线最大峰值的绝对值小于设定的阈值时，则终止解谱；步骤S4:计算绝缘油的平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子；步骤S5:根据平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子判断出变压器油纸绝缘系统老化状况。

【技术特征摘要】
1.一种时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1:根据回复电压时域微分谱线及其参数运算，得到第一条子谱线；步骤S2:从当前回复电压时域微分谱线扣除第一条子谱线得到剩余曲线,并计算有关参数，即求得第二条子谱线；步骤S3:重复步骤S1和S2，依次求得到第3、4、5、…、i、…、N+1条子谱线，当第i次求得的剩余曲线最大峰值的绝对值小于设定的阈值时，则终止解谱；步骤S4:计算绝缘油的平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子；步骤S5:根据平均弛豫因子和绝缘纸的平均弛豫因子判断出变压器油纸绝缘系统老化状况。2.根据权利要求1所述的时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：从回复电压时域微分谱线L0＝tdur/dt末端开始，随机取三个微小点t1、t2、t3(t1<t2<t3)，建立如下方程组(1)：由方程(1)求解出未知参数：Cj、τj、βj，并代入L(t,1/τj,Cj)＝Cjβj(t/τj)βje-(t/τj)βj，可得到第1条子谱线L1。3.根据权利要求2所述的时域子谱线响应因子特征值定量评估油纸绝缘老化的方法，其特征在于：所述步骤S2:步骤S21:从当前回复电圧时域微分谱线L0扣除子谱线L1(t,1/τj,Cj)，得到剩余曲线L1(*)；步骤S22:在L1(*)末端任取三个微小点t4、t5、t6(t4<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡金锭，林晓宁，叶荣，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35