有效
一种干式空心电抗器绝缘状态评估方法和系统
罗文博、关喜升、李凌飞、侯婷、潘坤年、黄一洪、陈月娴
广东电网有限责任公司阳江供电局
摘要
本发明涉及电抗器故障检测技术领域,公开了一种干式空心电抗器绝缘状态评估方法和系统,本发明基于干式空心电抗器的包封结构进行力学性能和绝缘性能的对应关系,建立电抗器的力学参量和绝缘参量的关联,并通过构建仿真模型输出的仿真振动特征与采集到的实际运行电抗器的运行振动特征对不同老化阶段的电抗器绝缘状态进行有效评估;解决了如何准确评估干式空心电抗器绝缘状态的技术问题。
1.一种干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,包括:获取干式空心电抗器的多个包封绝缘试样组,并对各所述包封绝缘试样组分别进行力学测试和绝缘测试,得到对应的初始弹性模量值和初始绝缘劣化程度值;选取满足预设参量特征条件的多个所述包封绝缘试样组作为初始绝缘状态评估组,并将各所述初始绝缘状态评估组关联的所述初始弹性模量值和所述初始绝缘劣化程度值作为评估弹性模量值和评估绝缘劣化程度值;基于所述初始绝缘状态评估组的所述初始绝缘劣化程度值,从多个所述初始绝缘状态评估组中选取出目标绝缘状态评估组,并确定所述目标绝缘状态评估组的目标绝对劣化评估值;采用多个所述评估弹性模量值输入预先构建好的电抗器仿真模型进行仿真,得到仿真振动幅值,并根据所述仿真振动幅值确定各所述评估弹性模量值对应的仿真状态参量;响应对运行电抗器的状态评估指令,获取所述运行电抗器的运行振动幅值,并采用所述运行振动幅值确定所述运行电抗器的运行状态参量;采用各所述评估弹性模量值对应的所述仿真振动幅值和所述仿真状态参量,结合所述运行振动幅值和所述运行状态参量,匹配与所述评估弹性模量值关联的所述评估绝缘劣化程度值,并基于所述目标绝对劣化评估值确定所述运行电抗器的绝缘状态。
2.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述获取干式空心电抗器的多个包封绝缘试样组,包括:获取所述干式空心电抗器的绝缘结构;根据所述绝缘结构构建多个包封绝缘试样;对多个所述包封绝缘试样进行老化试验;按照预设分组规则将老化试验后的多个所述包封绝缘试样进行分组,得到多个包封绝缘试样组;其中,所述预设分组规则为按照每个预设老化周期选取预设数量的所述包封绝缘试样为一个所述包封绝缘试样组。
3.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述对各所述包封绝缘试样组分别进行力学测试和绝缘测试,得到对应的初始弹性模量值和初始绝缘劣化程度值,包括:采用电液伺服万能试验机对各所述包封绝缘试样组进行力学测试,得到各所述包封绝缘试样组对应的初始弹性模量值;对各所述包封绝缘试样组依次进行加压试验,得到各所述包封绝缘试样组对应的试验放电参量特征;获取所述包封绝缘试样组未老化状态下的初始放电参量特征;采用各所述试验放电参量特征和所述初始放电参量特征,确定各所述包封绝缘试样组对应的初始绝缘劣化程度值。
4.根据权利要求3所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述选取满足预设参量特征条件的多个所述包封绝缘试样组作为初始绝缘状态评估组,并将各所述初始绝缘状态评估组关联的所述初始弹性模量值和所述初始绝缘劣化程度值作为评估弹性模量值和评估绝缘劣化程度值,包括:采用各所述试验放电参量特征和所述初始放电参量特征进行特征运算,得到各所述包封绝缘试样组对应的参量特征值;判断所述参量特征值是否满足预设参量特征条件;其中,所述预设参量特征条件为所述参量特征值大于或等于预设特征阈值;若所述参量特征值满足所述预设参量特征条件,则将所述参量特征值关联的所述包封绝缘试样组作为初始绝缘状态评估组;将各所述初始绝缘状态评估组关联的所述初始弹性模量值和所述初始绝缘劣化程度值作为用于仿真的评估弹性模量值和评估绝缘劣化程度值。
5.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述基于所述初始绝缘状态评估组的所述初始绝缘劣化程度值,从多个所述初始绝缘状态评估组中选取出目标绝缘状态评估组,并确定所述目标绝缘状态评估组的目标绝对劣化评估值,包括:按照预设加压试验顺序对多个所述初始绝缘状态评估组进行排序,并选取最后一组进行加压试验的所述初始绝缘状态评估组作为目标绝缘状态评估组;采用所述目标绝缘状态评估组关联的所述初始绝缘劣化程度值作为初始绝对劣化评估值;采用所述初始绝对劣化评估值与预设绝对劣化系数进行乘值运算,得到目标绝对劣化评估值。
6.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述采用多个所述评估弹性模量值输入预先构建好的电抗器仿真模型进行仿真,得到仿真振动幅值,并根据所述仿真振动幅值确定各所述评估弹性模量值对应的仿真状态参量,包括:采用多个所述评估弹性模量值输入构建好的电抗器仿真模型中进行电场和力学场仿真,得到各所述评估弹性模量值的振动信号分布;基于各所述振动信号分布,选取所述干式空心电抗器的预设包封高度处作为信号提取点,并获取所述信号提取点在各所述评估弹性模量值下的仿真振动幅值;采用各所述仿真振动幅值,确定各所述评估弹性模量值的仿真状态参量。
7.根据权利要求6所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述仿真振动幅值包括仿真振动总量幅值和仿真振动分量幅值,所述采用各所述仿真振动幅值,确定各所述评估弹性模量值的仿真状态参量,包括:采用各所述仿真振动总量幅值和所述仿真振动分量幅值进行差值运算,得到第一差值;采用各所述第一差值与关联的所述仿真振动分量幅值进行比值运算,得到各所述评估弹性模量值的仿真状态参量。
8.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述响应对运行电抗器的状态评估指令,获取所述运行电抗器的运行振动幅值,并采用所述运行振动幅值确定所述运行电抗器的运行状态参量,包括:响应对运行电抗器的状态评估指令,获取所述运行电抗器的运行振动幅值;其中,所述运行振动幅值包括运行振动总量幅值和运行振动分量幅值;采用所述运行振动总量幅值与所述运行振动分量幅值进行差值运算,得到第二差值;采用所述第二差值与所述运行振动分量幅值进行比值运算,得到所述运行电抗器的运行状态参量。
9.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述采用各所述评估弹性模量值对应的所述仿真振动幅值和所述仿真状态参量,结合所述运行振动幅值和所述运行状态参量,匹配所述评估弹性模量值关联的评估绝缘劣化程度值,并基于所述目标绝对劣化评估值确定所述运行电抗器的绝缘状态,包括:采用各所述评估弹性模量值对应的所述仿真振动幅值和所述仿真状态参量,结合所述运行振动幅值和所述运行状态参量,确定所述运行电抗器对应的多个评估匹配值;从多个所述评估匹配值中选取最小值,确定最小值的所述评估匹配值关联的所述评估弹性模量值;匹配与所述评估弹性模量值关联的评估绝缘劣化程度值作为所述运行电抗器的实际绝缘劣化程度值;比较所述实际绝缘劣化程度值与所述目标绝对劣化评估值;若所述实际绝缘劣化程度值小于所述目标绝对劣化评估值,则判断所述运行电抗器未处于绝对劣化状态;若所述实际绝缘劣化程度值大于或等于所述目标绝对劣化评估值,则判断所述运行电抗器处于绝对劣化状态。
10.根据权利要求1所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,还包括:采用所述目标绝缘状态评估组关联的所述评估弹性模量值对所述电抗器仿真模型进行仿真,得到所述目标绝缘状态评估组对应的评估仿真振动幅值;将所述评估仿真振动幅值作为验证仿真振动幅值;获取所述目标绝缘状态评估组未老化状态下的初始评估振动幅值;采用所述初始评估振动幅值和所述验证仿真振动幅值,确定所述目标绝缘状态评估组对应的目标健康状态常量;采用所述目标健康状态常量和预设常量系数进行乘值运算,得到劣化后期验证常量;采用处于绝对劣化状态的所述运行电抗器的所述运行振动幅值和所述初始评估振动幅值,确定所述运行电抗器的运行健康状态常量;比较所述运行健康状态常量与所述劣化后期验证常量,根据比较结果确定所述运行电抗器是否处于匝间绝缘劣化后期。
11.根据权利要求10所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法,其特征在于,所述比较所述运行健康状态常量与所述劣化后期验证常量,根据比较结果确定所述运行电抗器是否处于匝间绝缘劣化后期,包括:比较所述运行健康状态常量与所述劣化后期验证常量;若所述健康状态常量大于或等于所述劣化后期验证常量,则判定所述运行电抗器处于匝间绝缘劣化后期;若所述健康状态常量小于所述劣化后期验证常量,则判定所述运行电抗器未处于匝间绝缘劣化后期。
12.一种干式空心电抗器绝缘状态评估系统,其特征在于,包括:测试模块,用于获取干式空心电抗器的多个包封绝缘试样组,并对各所述包封绝缘试样组分别进行力学测试和绝缘测试,得到对应的初始弹性模量值和初始绝缘劣化程度值;第一处理模块,用于选取满足预设参量特征条件的多个所述包封绝缘试样组作为初始绝缘状态评估组,并将各所述初始绝缘状态评估组关联的所述初始弹性模量值和所述初始绝缘劣化程度值作为评估弹性模量值和评估绝缘劣化程度值;第二处理模块,用于基于所述初始绝缘状态评估组的所述初始绝缘劣化程度值,从多个所述初始绝缘状态评估组中选取出目标绝缘状态评估组,并确定所述目标绝缘状态评估组的目标绝对劣化评估值;第三处理模块,用于采用多个所述评估弹性模量值输入预先构建好的电抗器仿真模型进行仿真,得到仿真振动幅值,并根据所述仿真振动幅值确定各所述评估弹性模量值对应的仿真状态参量;响应模块,用于响应对运行电抗器的状态评估指令,获取所述运行电抗器的运行振动幅值,并采用所述运行振动幅值确定所述运行电抗器的运行状态参量;状态输出模块,用于采用各所述评估弹性模量值对应的所述仿真振动幅值和所述仿真状态参量,结合所述运行振动幅值和所述运行状态参量,匹配所述评估弹性模量值关联的评估绝缘劣化程度值,并基于所述目标绝对劣化评估值确定所述运行电抗器的绝缘状态。
13.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-11任一项所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-11任一项所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法。
15.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,其中,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行如权利要求1-11任一项所述的干式空心电抗器绝缘状态评估方法。



