【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力，主要涉及一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法。
技术介绍
1、电力变压器是电力系统中大型电气设备之一，在输电、配电和供电环节起到电能传输的重要作用。一旦电力变压器发生故障，会影响整个电力系统的正常运行、造成用户不必要的停电，也还会对电网公司造成经济损失。导致电力变压器运行故障的原因多且复杂，包括变压器自身因素与外部环境因素。自身因素包括变压器出厂存在缺陷、经历短路次数过多等。外部环境因素包括绕组绝缘事故、绝缘老化击穿、运行环境过于潮湿导致变压器外部导电、出口绕组变形、运行环境温度过高导致变压器处于高温运行状态等，因此，为了电力系统运行的可靠性，需要对电力变压器的绝缘系统进行寿命评估。
2、传统的电力变压器复合绝缘系统为单层绕组，包括对地主绝缘和匝间绝缘两个主要部分，随着具有多层绕组结构的电力变压器在中低压等级的配电系统中的广泛应用，相较于传统的单层绕组结构，这一类电力变压器的复合绝缘系统还包括另一种关键绝缘类型，即层间绝缘，为了进一步分析电力系统下不同谐波电压激励的影响，预测绝缘老化的速度和位置，亟需考虑变压器单元内不同绝缘类型及各绝缘部件沿绕组分布位置的实际情况提供新的电老化寿命评估方法，以提高电力系统可靠性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术所存在的上述问题，本申请提供了一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法。
2、本申请的技术方案如下：
3、一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，所述方法包括：
4
5、步骤2：根据变压器绕组集总式等效电路模型构建单层绕组和多层绕组的变压器绕组分布式等效模型，其中，单层绕组的变压器绕组分布式等效模型对应绝缘类型包括对地主绝缘和匝间绝缘，多层绕组的变压器绕组分布式等效模型的绝缘类型包括对地主绝缘、匝间绝缘和层间绝缘；
6、步骤3：根据变压器绕组分布式等效模型和单一频率电压激励下的电老化剩余寿命模型获得不同绝缘类型电老化剩余寿命模型；
7、步骤4：根据谐波电压激励的谐波频率将谐波电压分解为差模态分量和共模态分量，将所述共模态分量和差模态分量作为电压输入，对不同绝缘类型电老化寿命剩余模型进行计算获得在不同谐波电压激励作用下，变压器复合绝缘系统不同部件的电老化剩余寿命；
8、步骤5：对所述变压器复合绝缘系统不同部件的电老化剩余寿命进行归一化处理，根据归一化结果判断不同部件电老化情况。
9、优选的，所述构建变压器绕组集总式等效电路模型具体为将变压器各相绕组对地主绝缘等效为集总式支路，所述集总式支路包括绝缘电阻和绝缘电容，将所述集总式支路并联于对应相绕组进线端。
10、优选的，电老化寿命评估的指数模型以公式表达为：
11、l＝γexp(-ηe)；
12、式中，l为绝缘材料的概率寿命，γ为沿面放电击穿试验的测试系数，η为绝缘材料的电压耐受系数，e为交流电场，其中，e＝vu，v为绝缘材料的体积常数；
13、优选的，单一频率电压激励下的电老化寿命剩余模型以公式表达为：
14、
15、式中，为在双对数坐标系下的电老化剩余寿命，下标gw表示绝缘类型为对地主绝缘，为z相绕组的谐波电压，fx为单一频率电压激励下的谐波频率；其中，z相为a相、b相和c相中的任一相。
16、优选的，根据变压器绕组集总式等效电路模型构建单层绕组和多层绕组的变压器绕组分布式等效模型，等效关系具体为：
17、将单层绕组等分为m个线圈，每个线圈单元的两端均匀分布有对地主绝缘等效支路，所述等效支路的等效关系以公式表达为：
18、
19、式中，rg和cg分别是变压器单层绕组分布式匝间绝缘的等效电阻和等效电容，rg和cg分别是变压器单层绕组集总式匝问绝缘的等效电阻和等效电容；
20、每个线圈单元匝间绝缘等效支路与线圈并联，等效关系以公式表达为：
21、
22、式中，rs和cs分别是变压器单层绕组分布式匝间绝缘的等效电阻和等效电容，rs和cs分别是变压器单层绕组集总式匝间绝缘的等效电阻和等效电容；
23、多层绕组中的任一绕组与单层绕组具有相同的拓扑结构，差别在于多层绕组拓扑结构中需包含每两层绕组之间的层间绝缘。
24、优选的，根据变压器绕组分布式等效模型和单一频率电压激励下的电老化剩余寿命模型获得不同绝缘类型电老化剩余寿命模型以公式表达为：
25、
26、
27、
28、式中，和分别为对地主绝缘电老化剩余寿命、匝间绝缘电老化剩余寿命和层间绝缘电老化剩余寿命，下标it和d分别表示绝缘类型为匝间绝缘和层间绝缘，i为线圈编号。
29、优选的，谐波电压激励的谐波频率包括：
30、当fx＝3nf0，则fx∈fcm；
31、当fx≠3nf0，则fx∈fdm；
32、式中，f0为标准频率，n为正整数，fcm为共模态频率，fdm为差模态频率；
33、根据谐波电压激励的谐波频率将谐波电压分解为差模态分量和共模态分量具体为当fx∈fcm时，对应的谐波电压为共模态电压ucm；为当fx∈fdm时，对应的谐波电压为差模态电压udm。
34、优选的，将所述共模态分量和差模态分量作为电压输入还包括：
35、
36、
37、式中，为z相绕组进线端谐波电压的共模态分量，为绕组中性点谐波电压的共模态分量，是指绕组中性点谐波电压的差模态分量。
38、优选的，对不同绝缘类型电老化寿命剩余模型进行计算，获得在不同谐波电压激励作用下，变压器复合绝缘系统不同部件的电老化剩余寿命包括：
39、当变压器复合绝缘系统部件对应绝缘类型为对地主绝缘时：
40、
41、当变压器复合绝缘系统部件对应绝缘类型为匝间绝缘时：
42、
43、当变压器复合绝缘系统部件对应绝缘类型为层间绝缘时：
44、
45、优选的，将绝缘部件的电老化剩余寿命用[0，1]区间内的数值表示，根据归一化结果判断不同部件电老化情况具体为归一化数值越大，绝缘部件电老化剩余寿命越小，其中，0表示不产生电老化影响；1表示沿绕组分布的绝缘部件电老化程度一致，与位置无关。
46、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
47、本专利技术提供了一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，提出电力系统中的谐波电压具有两个模态，通过定义差模态谐波频率fdm和共模态谐波频率fcm，绕组进线端电压和中性点电压共模态分量和差模态分量之间的关系，能够定量计算出任一谐波电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，所述构建变压器绕组集总式等效电路模型具体为将变压器各相绕组对地主绝缘等效为集总式支路，所述集总式支路包括绝缘电阻和绝缘电容，将所述集总式支路并联于对应相绕组进线端。
3.根据权利要求1所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，电老化寿命评估的指数模型以公式表达为：
4.根据权利要求3所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，单一频率电压激励下的电老化寿命剩余模型以公式表达为：
5.根据权利要求4所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，根据变压器绕组集总式等效电路模型构建单层绕组和多层绕组的变压器绕组分布式等效模型，等效关系具体为：
6.根据权利要求5所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，根据变压器绕组分布式等效模型和单一频率电压激励下的电老化剩余寿命模型获得不同绝缘类型电老化剩余寿命模型以公式表
7.根据权利要求6所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，谐波电压激励的谐波频率包括：
8.根据权利要求7所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，将所述共模态分量和差模态分量作为电压输入还包括：
9.根据权利要求8所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，对不同绝缘类型电老化寿命剩余模型进行计算，获得在不同谐波电压激励作用下，变压器复合绝缘系统不同部件的电老化剩余寿命包括：
10.根据权利要求9所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，将绝缘部件的电老化剩余寿命用[0，1]区间内的数值表示，根据归一化结果判断不同部件电老化情况具体为归一化数值越大，绝缘部件电老化剩余寿命越小，其中，0表示不产生电老化影响；1表示沿绕组分布的绝缘部件电老化程度一致，与位置无关。
...【技术特征摘要】
1.一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，所述构建变压器绕组集总式等效电路模型具体为将变压器各相绕组对地主绝缘等效为集总式支路，所述集总式支路包括绝缘电阻和绝缘电容，将所述集总式支路并联于对应相绕组进线端。
3.根据权利要求1所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，电老化寿命评估的指数模型以公式表达为：
4.根据权利要求3所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，单一频率电压激励下的电老化寿命剩余模型以公式表达为：
5.根据权利要求4所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，根据变压器绕组集总式等效电路模型构建单层绕组和多层绕组的变压器绕组分布式等效模型，等效关系具体为：
6.根据权利要求5所述的一种变压器复合绝缘系统电老化寿命评估方法，其特征在于，根据变压器绕...
【专利技术属性】
技术研发人员：林奕夫，陈雪，何锋，刘欣，林剑，郭智源，余定文，程诺，佘丽贞，李继宇，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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