(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211237615.7 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 国网黑龙江省电力有限公司电力科 学研究院 地址 150036 黑龙江省哈尔滨市香坊区建 北街61号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 刘贺千　张健　陈世玉　许敏虎　 张德文　张航　梁建权　申昱博　 张朋　赵翔宇　张震　杨洪达　 李中原　孔繁荣　王悦　张可心　 韩思玮　曲利民　 (74)专利代理 机构 长春市吉利专利事务所(普 通合伙) 22206 专利代理师 李晓莉(51)Int.Cl. G01R 31/12(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压 的评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种高寒环境油浸式变压器 绝缘闪络电压的评估 方法， 属于电力变压器绝缘 状态评估技术领域， 通过在 ‑30℃～0℃温区内构 建油浸纸板 ‑水分复合介质体系介电参数的表示 方法、 建立仅老化程度影响的介 电参数特征频 段、 构建考虑变压器油粘度变化的变压器油介电 弛豫模型、 建立变压器主绝缘的等效介电弛豫模 型库， 以及对 频域介电响应损耗因数曲线拟合计 算， 对主绝缘内油浸纸板中的水分含量和聚合度 进行定量计算； 通过建立油纸绝缘沿面闪络电压 数据库， 采用非线性高斯核支持向量机算法， 对 油纸绝缘 沿面闪络电压数据进行训练， 实现对变 压器内油纸 绝缘闪络电压的量 化分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115524592 A 2022.12.27 CN 115524592 A 1.一种高寒环境油浸式变压器绝缘 闪络电压的评估方法， 其特征在于： 包括以下步骤， 并且以下步骤顺次进行， 步骤一、 在低温区内通过频域介电响应测试系统， 对不同含水率、 不同老化程度油浸纸 板进行频域介电响应测试， 获得复介电常数的虚部和实部基础数据； 所述低温区为 ‑30℃～ 0℃； 步骤二、 将步骤一中测试获得的不同含水率油浸纸板基础介电响应数据， 构建油浸纸 板‑水分复合介质体系介电参数的表示方法； 步骤三、 将步骤一中测试获得的不同老化程度的油浸纸板基础介电响应数据进行对比 分析， 建立仅老化程度影响的介电参数特征频段， 用以区分水分与老化对油浸纸基础介电 响应数据的影响； 步骤四、 在 ‑30℃～0℃温区内对不同老化程度变压器油的直流电导率、 复介电常数进 行测试， 重新构建考虑变压器油粘度变化的变压器油介电弛豫模型； 式中， ω为角频率， 单位： 弧度/秒； T为测试温度， 单位： 开尔文； △E为变压器油活化能， 与变压器油粘度、 老化程度密切相关， 单位： 千焦/摩尔； ε0为真空介电常数， 8.854 ×10‑12 法/米； δ 为变压器油直 流电导率， 单位： 西门子 /米； 步骤五、 根据变压器电压等级、 内部绕线、 绝缘构架方式， 分别对主绝缘进行模型简化， 等效为二维模型， 建立变压器主绝 缘的等效介电弛豫模型库； 步骤六、 对实际变压器进行频域介电响应测试， 获得损耗因数曲线， 选择实际测试温度 下受水分影响特征频段， 采用主绝缘等效介电模型及步骤二中构建的油浸纸板 ‑水分复合 介质体系介电参数 的表示方法， 对主绝缘内油浸纸板中的水分含量进行定量计算， 当水分 影响特征频段的测试曲线与计算曲线误差小于等于 3％时， 得到油浸纸板中的含水率； 步骤七、 选择实 际测试温度下受老化影响特征频段， 采用主绝缘等效介电模型及不同 老化程度的油浸纸基础介电响应数据， 对主绝缘内油浸纸板老化程度进行定量计算， 当老 化影响特 征频段的测试曲线与计算曲线误差小于等于 3％时， 得到油浸纸板中的老化 程度； 步骤八、 对不同老化程度、 不同水分含量的油浸纸板在 ‑30℃～0℃温区内进行沿面闪 络试验， 获得油纸 绝缘沿面闪络电压的基础数据， 建立油纸 绝缘沿面闪络电压数据库； 步骤九、 根据测试变压器频谱曲线评估的油浸纸板含水率及老化程度指标， 采用非线 性高斯核支持向量机算法， 公 式(2)对油纸绝缘 沿面闪络电压数据进 行训练， 实现对变压器 内油纸绝缘闪络电压的量 化分析： 式中， s.t.为约束条件； λ为拉格朗日乘子， 乘子因此将解的搜索空间限制在可行值的 集合内给定约束； X为表示数据中特征值的n维向量， 本发明中表示不同测试温度下对应的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115524592 A 2油浸纸板老化程度、 含水率、 闪络电压参数； y为1或 ‑1， 表示向量X属于何种分类， 以此获得 最优超平 面； C为实际问题中引入容错性惩罚因子， 也称正规化系数； σ 为核函数参数； θ为 非 线性映射 函数。 2.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法， 其特征 在于： 步骤一所述频域介电响应测试频率范围10‑3Hz～103Hz； 所述油浸纸板含水率范围 0.5％～5％； 所述油浸纸板老化 程度即油浸纸聚合度范围3 00～1200。 3.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法， 其特征 在于： 步骤二所述构建油浸纸板 ‑水分复合介质体系介电参数的表示方法， 仅考虑水分在低 温下的相态变化。 4.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法， 其特征 在于： 步骤五所述的变压器主绝缘等效介电弛豫模型库内至少应包含5个电压等级、 2种绕 线方式下的模型等效结构。 5.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法， 其特征 在于： 步骤八所述低温区内油纸绝缘沿面闪络电压的确定需采用威布尔分布进行描述， 且 单组实验不少于10次； 其中油纸绝缘沿面闪络电压的测试装置包括高压测试电极(10)、 地 电极(20)和固定夹件(30)； 所述高压测试电极(10)和地电极(20)设置在油浸纸板(40)的上 表面； 所述固定夹件(30)设置在油浸纸板(40)的下表面； 所述地电极(20)设置在高压测试 电极(10)的两侧。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115524592 A 3