【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备状态评估，并且更具体地，涉及一种基于低频响应的套管电老化寿命评估方法和系统。
技术介绍
1、为加快我国实现“双碳”战略目标，海上风电大规模开发技术正向深远海域、规模化电力传输新技术方向发展，其中柔性低频交流输电技术作为一种新型交流输电技术，已在浙江台州实现了风电-海岛-陆地的电力输送工程应用。与工频交流输电相比，柔性低频输电系统是以低频20hz作为输电频率进行远距离输电，此外，电压源型交流换流器可实现工频50hz与低频20hz两种频率灵活变换，导致换流器的出线装置套管长期经受两种频率的电压，而一旦发生故障，将将造成巨大的经济损失和负面社会影响。因此，有效评估套管在电应力作用下寿命，是保障套管安全稳定运行的有效手段。
2、近年来，业界主要采用提高电场的方式来加速电老化绝缘材料，从而通过统计击穿时间来评估绝缘材料的剩余寿命，一方面这只是针对绝缘材料，对实际运行的套管寿命评估还没有完备的技术，另一方面这是破坏性试验，无法应用在实际现场。随着介电响应理论不断成熟，时-频域介电测试仪器广泛应用在工程现场中，其中频域介电谱法是一种携带丰富信息的无损检测方法。目前，业界还未明确如何将这种无损检测方法与套管寿命评估联系起来，因此亟须建立基于这种检测方法来评估套管电老化寿命，提出完整的套管绝缘电老化评估方法。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的技术问题，提出了本专利技术。本专利技术的实施例提供了一种基于低频响应的套管电老化寿命评估方法和系统。
2、根据本专
3、建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型；其中，特征参数包括20hz下介质损耗因数、复合电容实部和虚部；
4、根据现场实际运行套管经受的电压值，计算套管承受的最高电场强度emax；
5、对实际运行的套管开展频域介电图谱测试，同时测量套管油温，采用温度平移系数法折算到20℃下套管频域曲线，获得20hz下的介质损耗因数、复合电容实部和虚部值；
6、通过拟合数学模型获得20hz介质损耗因数、复合电容实部和虚部值对应的耐压时间，取平均值，得到耐压时间的平均值为tmean；
7、通过击穿时间数据库，获得95％置信区间下emax对应的寿命累计概率曲线cbushing。
8、计算在tmean中cbushing的累计概率上下限，评估实际运行套管寿命。
9、可选地，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，包括：
10、采用从真型套管轴向切割的方式制备套管电容芯体材料样片；
11、对套管电容芯体材料样片开展击穿特性试验，获得套管电容芯体材料样片的击穿电压和击穿场强；
12、根据iec271-1标准，结合实际运行套管电容芯体材料样片承受的最大电场，在最低老化试验电压u1、第一试验电压u2和第二试验电压u3下对套管电容芯体材料样片进行长时间加压直至被击穿试验，获得材料样片击穿时间；
13、采用weibull分布函数拟合不同电压等级老化下套管电容芯体材料样片的击穿时间分布特性；
14、基于分析特性，计算weibull分布函数的形状参数和尺度参数，获得不同电场强度下weibull分布函数的击穿时间数据库。
15、可选地，所述提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型，包括：
16、采用从真型套管轴向切割的方式制备套管电容芯体材料样片；
17、对套管电容芯体材料样片开展击穿特性试验，获得套管电容芯体材料样片的击穿电压和击穿场强；
18、根据iec271-1标准，结合实际运行套管电容芯体材料样片承受的最大电场，在最低老化试验电压u1、第一试验电压u2和第二试验电压u3下对套管电容芯体材料样片进行长时间加压直至被击穿试验，获得材料样片击穿时间；
19、测量耐压时间间隔t下套管电容芯体材料样片的频域介电谱；
20、提取20hz下套管电容芯体材料样片的介质损耗因数、复合电容实部和虚部值；
21、建立20hz下套管电容芯体材料样片的介质损耗因数、复合电容实部和虚部值与不同耐压时间的拟合数学模型。
22、可选地，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型之后，还包括：
23、基于击穿时间数据库，绘制在95％置信区间下套管电容芯体材料样片寿命的累计概率曲线；
24、联合拟合数学模型和累计概率曲线，评估在该电场强度下特征值对应的套管电容芯体材料样片的寿命。
25、根据本专利技术实施例的另一个方面，提供了一种基于低频响应的套管电老化寿命评估系统，所述系统包括：
26、建立模块，用于建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型；其中，特征参数包括20hz下介质损耗因数、复合电容实部和虚部；
27、最高电场强度计算模块，用于根据现场实际运行套管经受的电压值，计算套管承受的最高电场强度emax；
28、测试模块，用于对实际运行的套管开展频域介电图谱测试，同时测量套管油温，采用温度平移系数法折算到20℃下套管频域曲线，获得20hz下的介质损耗因数、复合电容实部和虚部值；
29、耐压时间平均值确定模块，用于通过拟合数学模型获得20hz介质损耗因数、复合电容实部和虚部值对应的耐压时间，取平均值，得到耐压时间的平均值为tmean；
30、寿命累计概率曲线确定模块，用于通过击穿时间数据库，获得95％置信区间下emax对应的寿命累计概率曲线cbushing。
31、运行套管寿命评估模块，用于计算在tmean中cbushing的累计概率上下限，评估实际运行套管寿命。
32、可选地，所述建立模块，具体用于：
33、采用从真型套管轴向切割的方式制备套管电容芯体材料样片；
34、对套管电容芯体材料样片开展击穿特性试验，获得套管电容芯体材料样片的击穿电压和击穿场强；
35、根据iec271-1标准，结合实际运行套管电容芯体材料样片承受的最大电场，在最低老化试验电压u1、第一试验电压u2和第二试验电压u3下对套管电容芯体材料样片进行长时间加压直至被击穿试验，获得材料样片击穿时间；
36、采用weibull分布函数拟合不同电压等级老化下套管电容芯体材料样片的击穿时间分布特性；
37、基于分析特性，计算weibull分布函数的形状参数和尺度参数，获得不同电场强度下weibull分布函数的击穿时间数据库。
38、可选地，所述建立模块，还具体用于：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于低频响应的套管电老化寿命评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型之后，还包括：
5.一种基于低频响应的套管电老化寿命评估系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述建立模块，具体用于：
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述建立模块，还具体用于：
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；其中，
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序
...【技术特征摘要】
1.一种基于低频响应的套管电老化寿命评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立电应力作用下套管电容芯体材料的击穿时间数据库，提取表征套管电老化状态的特征参数，构建特征参数和耐压时间的拟合数学模型之后，还包括：
5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘泰蔚，谢雄杰，毕建刚，许佐明，叶奇明，胡伟，尹朋博，金玉琪，詹江杨，邵先军，蔡广燚，罗晓庆，林浩凡，杨智，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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