2015年第9卷第6期 2015 Vol. 9 No. 6
南方电网技术
SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY
文章编号：1674-0629(2015)06-0045-04
DOI: 10. 13648/j. cnki. issn1674-0629. 2015. 06. 008
中图分类号：TM403.3
输变电技术
Transmission & Transformation
文献标志码：A
基于线性累积损伤模型的变压器绝缘寿命评估
王颂"，高文胜”，白翠粉”，程建伟"，袁耀”
（1.南方电网科学研究院，广州510080；
2.清华大学电机工程与应用电于技术系，北京100084；3.国家电网能源研究院，北京102209
摘要：基于电力变压器在不同应力下的务化作用机制，分析了电、热、机械应力等固素作用下的各种劣化模型，总结了不同应力作用下变压器劣化累积效应的共性规律，建主了变压器在时变工作应力和随机应力共同作用下的线性累积
损伤模型LCDM，对变压器绝缘寿命进行评估，并利用试验数据验证了该模型的有效性。关键词：线性累积赖伤模型；变压器绝缘寿命；评估方法
Transformer InsulationLife Assessment Based onLinear Cumulative DamageModel
WANG Song',GAO Wensheng",BAI Cuifen',CHENG Jianwei',YUAN Yao
(1. Electric Power Research Institute, CSG, Guangzhou 510080, China; 2. Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. State Grid Energy Research Institute, Beijing 102209, China)
Abstraet : Based on the deterioration mechanism of transformers under different stresses, various deterioration models of transformes under electrical, thermal or mechanical stresses are analyzed, and the cumulative degradation effects of transformer under different stresses are summarized in this paper. Additionally, a comprehensive linear cumulative damage model (LCDM) of transformers under continuous time-varying stress and random stress is established for assessing the insulation life of transformers and verified with experi-mental data
Key words : linear cumulative damage model (LCDM) ; transformer insulation life; assessment method
0引言
变压器绝缘所承受的应力按其产生的工况可分
为持续应力和随机应力。持续应力是指变压器在正常工况下承受的应力，持续应力是连续时变的，往往伴随变压器的整个生命周期；随机应力是指变压器在不良工况下承受的应力，发生的时间一般是随机的。持续应力可进一步分为热、电和机械应力，随机应力包括过负荷冲击、雷电冲击和外部短路冲击造成的应力。
目前对变压器承受单种恒定持续应力时的使用寿命已有广泛认可的理论模型1-3]。变压器在恒定热应力作用下的寿命计算模型是阿伦纽斯模型，输人参数为变压器的热点温度：电应力和机械应力下的寿命计算模型都为反幂模型，输人参数分别为场强和机械应力。这些模型均只针对单一应力，无法处理多种应力同时作用的情况，并且输入参数均为
恒定值。实际工况下多种应力同时存在，使用现有变压器寿命计算方法估算得到的变压器寿命可信度较低。
本文提出一种在多种时变应力和随机应力联合作用下变压器绝缘劣化的分析方法，可以根据变压器实际运行数据度量各种应力对变压器寿命的影响，计算变压器在多种时变应力条件下的使用寿命。
基于线性累积损伤理论的绝缘劣化模型 1
持续应力作用和随机应力作用的线性累积
1.1
1945年Miner将损伤定义为某种恒定应力的作用次数与在该应力作用下材料可承受的循环次数的比值[4-5]，若材料遭受了种应力幅值的作用，且各应力分别作用了R，次，则总损伤为：
D=
(1)