电力变压器作为电网的核心设备,其可靠地运作关系到整个电网的稳定性,大量研究表明变压器故障主要是由绝缘劣化所致。因此,及时、准确地评估变压器油纸绝缘状况对于确保电网安全可靠地运行具有重要的作用。本课题受国家自然科学基金项目《基于电路分析法和恢复电压响应的油纸绝缘老化诊断方法(61174117)》的资助,旨在有效准确地评估油纸绝缘状态。本文以变压器绝缘劣化状况为研究对象,依据弛豫响应测试结果搭建油纸绝缘弛豫响应的数学模型,并建立弛豫响应等效电路,探究弛豫响应特征量和油纸绝缘劣化程度间的关系,并提出基于模糊粗糙集理论的油纸绝缘诊断方法。本文研究的主要工作如下:(1)从弛豫响应理论和油纸绝缘弛豫响应特性出发,分析变压器弛豫响应过程,阐述弛豫等效电路模型的原理和特点,从而搭建弛豫等效电路模型。并在此基础上,研究分析弛豫响应测试参数与等效电路参数对弛豫响应测试结果的影响。(2)为有效判定弛豫支路数并实现对去极化电流的准确解谱,本文从去极化电流函数谱线出发,应用二次时域微分法对去极化电流中不同弛豫过程进行分解。通过二次微分谱线峰值点来确定弛豫支路数,建立基于二次时域微分的去极化电流解谱方法。(3)通过弛豫响应等效电路模型与弛豫响应函数特性的数学分析,提出基于弛豫时间计算模型的油纸绝缘弛豫等效电路参数辨识方法,并通过仿真实例验证了本方法的可行性与准确性,最后从弛豫时间的角度分析其与油纸绝缘劣化状况间的内在联系,为油纸绝缘老化诊断提供新的思路。(4)通过深入研究弛豫响应过程的弛豫特性,提出弛豫损耗与去极化弛豫能量特征量,并通过实例分析研究其随变压器绝缘劣化状况的变化规律;此外对绝缘电阻、几何电容、回复电压初始斜率峰值、极化谱主时间常数及峰值电压等弛豫响应特征量与绝缘系统劣化程度间的关系进行研究,并应用弛豫响应特征量对变压器绝缘劣化状况进行诊断。(5)为解决多个特征量综合评估过程中结果不一致以及各特征量与诊断结果的关联度问题,弥补目前对于冗余特征量研究的不足,本文通过分析弛豫响应特征量理论与实例,得到油纸绝缘老化综合评估指标,同时在评估指标的基础上,提出基于模糊粗糙集理论的油纸绝缘老化综合评估方法,为变压器油纸绝缘状况的全面综合评估提供了新的手段与解决方案。