【技术实现步骤摘要】
基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法
[0001]本专利技术涉及变压器纸绝缘聚合度评估
，特别是一种基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法。
技术介绍
[0002]变压器的内绝缘主要是绝缘纸和矿物绝缘油组成的混合绝缘系统。在老化过程中，它会在水分、温度等的作用下发生劣化。由于绝缘纸难以更换，故其成为了决定变压器服役寿命的决定性因素。绝缘纸的主要成分是纤维素，它是一种葡萄糖单体的聚合物。聚合度是表征绝缘纸老化状态的固有参数。以往的研究表明，绝缘纸材料的聚合度评估方法包括电气特征参量法、化学特征参量法、老化动力学模型等方法。根据之前的研究，老化对测得的电气特征参量(频域介电谱等)的影响很容易受绝缘纸含水量的干扰。此外，温度、老化等因素对用于评估绝缘纸聚合度的化学特征参量(如呋喃类化合物、有机酸、CO及CO2气体、醇类物质等)的影响还有待进一步研究。
[0003]针对此问题，老化动力学模型能够描述绝缘纸聚合度的变化规律，具有准确预测不同条件下绝缘纸聚合度的潜力。其中，二阶动力学模型被用于建立...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，将油纸绝缘样本进行不均匀热场老化试验，将绕组高度与绕组温度的关系进行拟合；S2，选取若干取样时间点对处于不均匀热场下的油纸绝缘样本进行取样，获取油纸绝缘样本在老化过程中各老化区域的含水量和聚合度，基于不均匀热场和含水量分布建立改进二阶老化动力学模型，并获取含水量与绕组高度的函数关系；S3，将整个老化过程划分成几个老化周期，根据每个老化周期包含的取样时间点与聚合度进行拟合，得到各老化周期内的改进二阶老化动力学模型；S4，引入时温平移因子，将不同绕组高度对应的油纸绝缘样本的反应速率等效到参考温度下，对归算至参考温度下的反应速率与油纸绝缘样本的含水量之间的函数关系进行拟合；S5，基于时温叠加原理将不同老化区域的反应速率归算到同一参考温度下，建立归算后的反应速率与含水量的关系，得到基于不均匀热场和含水量分布的改进二阶老化动力学模型。2.根据权利要求1所述的基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，步骤S1中在不均匀热老化装置中进行不均匀热场老化试验，不均匀热老化装置由实验罐和冷却罐组成，实验罐内安装了若干加热管和温度传感器，实验罐的底部与冷却罐相连。3.根据权利要求1所述的基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，步骤S1中绕组高度与绕组温度之间的拟合函数关系可以表示为：式中，T为绕组温度，h为绕组高度。4.根据权利要求1所述的基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，步骤S2中油纸绝缘样本的含水量采用IEC 60814的卡尔费休滴定法测定，油纸绝缘样本的聚合度采用IEC 60450标准的自动粘度法测定。5.根据权利要求1所述的基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，步骤S2中改进二阶老化动力学模型为：式中，DP
t
为变压器绝缘纸当前所处的时刻t的聚合度值；DP0为绝缘纸的初始聚合度；t为绝缘纸的老化时间，k
10
(mc,T)和k2(mc,T)分别考虑不均匀热场温度和水分分布下二阶老化动力学模型的初始反应速率参数和运行环境参数，mc为含水量，T为绕组温度。6.根据权利要求4所述的基于改进二阶动力学模型的变压器纸绝缘聚合度评估方法，其特征在于，根据步骤S2测量的油纸绝缘样本不同老化区域处的含水量数据计算整张油纸绝缘样本的平均含水量：
式中，mc
ave
‑
h
为不同老化区域处油纸绝缘样本的平均含水量；mc
i
为油纸绝缘样本老化区域H
i
的实测含水量；采用mc
ave
‑
h
对不同绕组高度的含水量进行归一化处理，并计算归一化后的含水量值mc
*
，如下：mc
*i
＝mc
i
/mc
ave
‑
h
式中，mc
...
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