【摘 要】
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电力变压器、互感器、电力电缆等油浸式电力设备在电力系统中有着关键性作用,其中最重要的电力设备就是电力变压器,它是电网能量转化、能量传输的核心,是电力系统安全稳定运行的关键节点,其工作情况直接关系到整个电网能否稳定运转。变压器油纸绝缘长期运行下容易发生各种老化,包括热老化与电老化,从而破坏变压器的绝缘导致安全事故。为了避免发生绝缘老化事故,本文对油纸绝缘的老化特性进行研究,并根据老化特性建立老化状态
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电力变压器、互感器、电力电缆等油浸式电力设备在电力系统中有着关键性作用,其中最重要的电力设备就是电力变压器,它是电网能量转化、能量传输的核心,是电力系统安全稳定运行的关键节点,其工作情况直接关系到整个电网能否稳定运转。变压器油纸绝缘长期运行下容易发生各种老化,包括热老化与电老化,从而破坏变压器的绝缘导致安全事故。为了避免发生绝缘老化事故,本文对油纸绝缘的老化特性进行研究,并根据老化特性建立老化状态诊断模型,为实际变压器的检修提供有力帮助。本文主要工作如下:(1)为了研究电-热联合应力下的变压器油纸绝缘老化特性并依据老化特性诊断变压器老化状态,设计并搭建了油纸绝缘电-热联合老化试验系统,以绝缘油-纸为研究对象,通过施加电晕放电与135℃热应力,开展油纸绝缘加速老化试验,获取不同老化时间的油纸绝缘样本。(2)为了研究电-热联合应力下油纸绝缘老化产物生成特性,使用传统方法测量油中气体、糠醛与微水含量以及绝缘纸聚合度并通过场发射电镜观察绝缘纸的微观形貌。结果表明,在老化初期,老化产物的产生速率较慢,老化产物的产生速率与随着老化程度的加深逐渐变快。进一步的,根据聚合度变化规律以及绝缘纸的微观形貌将老化时间划分为老化初期、老化中期与老化末期三个阶段。(3)基于拉曼光谱技术,检测绝缘油的拉曼光谱信号,获得不同老化时间的油纸绝缘拉曼光谱信号。对光谱信号进行预处理包括去基线、去除荧光背景以及高斯滤波,在预处理的基础上,基于拉曼峰分析了油纸绝缘老化产物。进一步的,通过Voigt函数对拉曼峰进行解析分析,结果表明拉曼峰与老化时间有着一定的关系,为提取拉曼光谱特征量提供依据。(4)通过小波包能量熵提取拉曼光谱特征量,将拉曼光谱特征量作为训练集建立SVM油纸绝缘老化诊断模型,并基于遗传算法中的变异算法提出变异PSO算法,使用变异PSO算法对SVM模型的参数进行寻优,得到一个最佳自适应变异PSO-SVM模型,结果表明,自适应变异PSO-SVM模型能够准确的诊断出油纸绝缘老化状态。
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