牽引變壓器溫升與微水擴散特性的研究及其狀態(tài)預測.pdf

1、電氣化鐵道向著重載運輸和高速客運專線方向發(fā)展，對牽引供電設備的絕緣提出了更高要求。同時“對牽引供電設備實施狀態(tài)檢修和壽命管理的必然趨勢”要求對其絕緣破壞機理及狀態(tài)監(jiān)測等有深入研究。目前關于牽引變壓器絕緣老化及引起老化的因素等均未見系統報道。 本文研究了具有沖擊性、不平衡性和非線性的牽引負荷對變壓器兩大絕緣老化因素(變壓器內部溫升、油紙中微水擴散)的影響，同時研究基于油中溶解氣體分析的變壓器狀態(tài)預測方法。用基于電熱模擬原理的熱路法

2、研究不平衡負荷下三相-兩相牽引變壓器(我國最常用的YNd11接線牽引變壓器和Scott接線牽引變壓器)的繞組溫升計算和溫升特點；采用流體力學和熱傳輸原理建立了油流或繞組的動量方程、能量平衡方程以及熱傳輸方程研究沖擊負荷下牽引變壓器繞組溫升特點，分析其熱點溫升頻繁過沖的產生機理：變壓器負荷急劇增加時，油流速度緩慢增大，油道中熱量不能及時散發(fā)，導致油道溫度及繞組熱點溫度產生過沖；以投入運行的變壓器為例，研究溫升對牽引變壓器絕緣老化的影響。根

3、據已發(fā)布實驗數據，采用基于參數擬合的分區(qū)域曲面擬合法獲取任意溫度下油紙絕緣微水穩(wěn)態(tài)分布曲線；采用Fick第二擴散定理推導簡單結構油紙絕緣微水擴散的暫態(tài)分布函數為時間常數變化的指數函數，通過仿真分析可知溫度、絕緣厚度、穩(wěn)態(tài)濃度及透水方式與時間常數之間互相獨立；根據牽引變壓器絕緣結構特點，并考慮牽引負荷下絕緣老化所產生的微水，建立了牽引變壓器油紙絕緣微水擴散的數學模型；根據這一模型，提出了基于模型的牽引變壓器絕緣紙中微水濃度監(jiān)測方案。研究絕

4、緣油中溶解氣體在線監(jiān)測的關鍵技術及故障預測方法。在線監(jiān)測技術研究中，重點研究用于檢測故障氣體的半導體傳感器的檢測模型，提出了關于傳感器響應與恢復特性的三個假設：傳感器穩(wěn)態(tài)輸出電阻的對數與氣體濃度的對數服從正切關系，暫態(tài)響應特性取決于傳感器當前的阻值狀態(tài)和當前時刻的氣體濃度，恢復特性取決于傳感器當前阻值狀態(tài)和下一時刻的氣體濃度，實驗表明檢測模型有效。故障預測采用兩種手段：先預測氣體濃度的變化情況，再根據預測所得氣體判斷故障的發(fā)展，預測過程