第41卷 2013年6月
科研成果介绍
云南电力技术 YUNNAN ELECTRIC POWER
电力变压器主绝缘老化状态的
介质响应无损评估方法
根据国际大电网会议对部分国家输变电设备使用寿命的统计，目前变压器设备平均使用寿命在40~45年。2005年以来，我国110（66）kV 及以上变压器共退役1199台，占在运变压器总规模的6.4%左右，退役变压器平均运行寿命为 18，1年。因此，对变压器预期寿命进行评估，减小事故发生率，提高变压器尤其是运行20年以上变压器的安全运行水平，已经成为电力行业和相关研究部门的关注热点和迫切需要解决的技术难题。
云南电力试验研究院展开的“电力变压器主绝缘老化状态的介质响应无损评估方法研究”项目，通过对变压器油纸绝缘的介电响应特性进行研究，探寻一种可应用于现场的并且能同时诊断变压器主绝缘水分含量和老化状态的新方法和特征参量，并研制了一套融合多特征参量的主绝缘健康状态综合评估专家系统。该系统充分利用和综合考虑各项试验数据，能够对变压器主绝缘的整体老化和运行状况作出评判，为变压器主绝缘的全寿命管理工作提供依据与建议。
该项目综合极化去极化电流法（PDC）、回复电压法（RVM）和频域介电谱法（FDS）三种无损电气诊断技术，开展了变压器介质响应模型、油纸绝缘介电响应特性以及主绝缘水分含量和绝缘纸聚合度的定性和定量评估方法研究，结合现有标准，研究了多特征参量融合评估变压器主绝缘的方法，开发了评估系统并进行了现场应用。
项目共获实用新型专利3项（已授权）、申请发明专利1项（已实审），申请软件著作权1 项，发表论文9篇（其中4篇EI检索），录用论文1篇（核心刊物）。
项目主要创新点包括：
收稿日期：2013-04-09 114
万方数据
Vol.41 No.3 Jun.2013
（1）基于变压器主绝缘的等效Debye电路模型，提出了时、频域介质响应三种测试技术的融合转换方法，并进--步计算出回复电压曲线、IPS 极化谱、FDS图谱，以及油电导率、纸电导率、极化指数等特征参量。
（2）首次提出将RVM的峰值个数作为定性
反映主绝缘老化状态的时域特征参量。试验研究发现RVM的极化谱IPS随着老化程度的增加，逐渐从单峰值特征发展为双峰值特征，老化末期与初期的IPS谱形状有明显区别。
（3）提出将f=10-1、100、101Hz作为频域介质响应的水分含量诊断频率，采用对应的介损值对绝缘纸水分含量进行计算；将f=10-3、10-2Hz作为频域介质响应的老化程度的诊断频率采用对应的介损值对绝缴纸聚合度进行计算。提出了主绝缘的老化状况评估方法和经验公式。
（4）将介质响应无损评估方法融人专家诊断系统，对变压器主绝缘的整体老化和运行状况作出评估。
项目研究成果已进行了3次变电站主变的老化状态评估。应用于500kV草铺、砚山变电站主变和220kV九龙、谢家河变电站主变的现场测试及绝缘评估中，评估结果真实的反映了被测变压器主绝缘的老化状态，对指导主变的运维起到了技术支持作用。已具备推广应用的前提条件。此外项目成果可用于变压器老化评估和绝缘诊断工作中，可推广范围及前景广阔。
项目系统的研究了变压器的介电谱评估方法得出了可用于指导变压器老化评估的定性和定量方法，并开发了综合各状态量的评估系统，研究成果可用于运行变压器的主绝缘老化评估，各创新点均达到国际或国内领先水平。