【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放电评估，具体涉及一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法及系统。
技术介绍
1、变压器是电力系统中输变电、配电的关键设备，其良好的运行条件是电网安全、经济、稳定运行的重要保证。
2、由矿物油和绝缘纸板组成的油纸绝缘系统作为绝缘变压器，随着使用寿命的延长，变压器不可避免地会出现潮湿和高温的现象，使变压器内部的油纸绝缘系统上容易出现气泡；气泡的存在会增加其内部和周围的电场强度，使局部放电的概率增加。
3、因此，特高压设备多参数风险评估方法的研究，可以为特高压变压器状态评估提供理论和技术支持。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法及系统，为特高压变压器状态评估提供理论和技术支持。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本方案提供一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，包括：
4、步骤一：采集基础数据并对基础数据进行预处理；
5、步骤二：将预处理后的基础数据输入气泡形成的动力学模型中，计算出t时刻的气泡半径；
6、步骤三：判断t时刻的气泡半径是否满足逸出条件，当气泡满足逸出条件时，以t时刻的温度作为气泡逸出温度；
7、步骤四：将步骤三获得的气泡逸出温度与变压器内部温度场分布结合，对变压器内部气泡生成风险评估，以供微气泡致油纸绝缘沿面放电风险的分析。
8、进一步优化方案为，所述采集基础数据并对基础数据进行预处理，包括方法
9、采集基础数据，所述基础数据包括：油纸板含水量、环境温度、绝缘油类型、变压器内部温度场分布和变压器内部场强分布；
10、对基础数据进行标准化处理。
11、进一步优化方案为，所述将预处理后的基础数据输入气泡形成的动力学模型计算出t时刻的气泡半径，包括方法：
12、s21，建立气泡形成的动力学模型；
13、s22，根据动力学模型计算水蒸气在矿物油中溶解后的物质的量；
14、s23，基于水蒸气在矿物油中溶解后的物质的量求解气泡体积，并计算出t时刻的气泡半径。
15、进一步优化方案为，所述气泡形成的动力学模型包括：
16、pw(t)·v(t)＝nw_total(t)·r·t(t)
17、式中，v(t)表示t时刻气泡体积，r表示理想气体常数，t(t)表示t时刻的环境温度，pw(t)表示t时刻气泡中水蒸气分压，nw_total(t)表示t时刻气泡中水蒸气的物质的总量；r(t)为t时刻气泡的半径。
18、进一步优化方案为，根据下式计算水蒸气在矿物油中溶解后的物质的量：
19、
20、式中，k(t)表示t时刻油中水蒸气的亨利常数；cw(t)表示t时刻水蒸气在油中的溶解度；nw(t)表示t时刻发生溶解后水蒸气物质的量；pw表示表示气泡中水蒸气分压；a和b是各类气体在矿物油中不同的常数，对水蒸气而言，a＝1.5，b＝1.3x104；nw(t)表示t时刻水蒸气物质的量。
21、计算t时刻下，水蒸气物质的量：
22、
23、式中，s为水分与气泡的接触面积，k2＝158.4，r表示气泡半径；k3＝5.96x10-3，t表示时间；r(t-1)表示t时刻前一个时间步长的气泡半径；ps(t)表示饱和蒸汽压，z0表示纸板初始水分含量；pw(t-1)表示t时刻前一个时间步长结束时气泡中水蒸气的分压。
24、进一步优化方案为，根据下式求解气泡体积v(t)：
25、
26、pout＝patm+poil+pe
27、式中，patm表示大气压；poil表示油压；pe表示油表面张力带来的附加压强；pout表示气泡外部压强。
28、计算t时刻的气泡半径r(t)：
29、
30、进一步优化方案为，步骤三包括：
31、当r≥d或pw＞pout时，气泡满足逸出条件；
32、其中r为气泡半径，d为微管半径，pw为气泡内水蒸气的实际压强,pout为气泡外表面压强。
33、进一步优化方案为，所述将步骤三获得的气泡逸出温度与变压器内部温度场分布结合，对变压器内部气泡生成风险评估，包括方法：
34、s41，当气泡满足逸出条件时，估计出局放起始的电场强度：对于均匀空隙，气泡局放起始的电场强度用汤森理论或流注判据来估计；
35、s42，将气泡半径与半径预设阈值进行比较得到第一评分，将局放起始的电场强度与场强预设阈值进行比较得到第二评分；
36、s43，基于第一评分和第二评分分析微气泡致油纸绝缘沿面放电风险。
37、进一步优化方案为，所述估计出局放起始的电场强度，包括方法：
38、基于汤森理论计算所得的气泡局放起始的电场强度eb为：
39、
40、基于流注判据计算所得的气泡局放起始的电场强度estr为：
41、
42、式中，p为大气压力常数；b1、b2和n的分别为273.75vpa-1m-1、8.6m0.5pa0.5和0.5；k＝3.513(pd)0.06且0.2≤pd≤200(kpa·cm)，临界场ecr＝(e/p)cr＝24.2vpa-1m-1，ub表示气泡两端电压，d表示气泡直径。
43、本方案还提供一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析系统，用于实现上述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法；包括：
44、采集模块，用于采集基础数据并对基础数据进行预处理；
45、计算模块，用于将预处理后的基础数据输入气泡形成的动力学模型中，计算出t时刻的气泡半径；
46、判断模块，用于判断t时刻的气泡半径是否满足逸出条件，当气泡满足逸出条件时，以t时刻的温度作为气泡逸出温度；
47、分析模块，用于将步骤三获得的气泡逸出温度与变压器内部温度场分布结合，对变压器内部气泡生成风险评估，以供微气泡致油纸绝缘沿面放电风险的分析。
48、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
49、1、本专利技术提供的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法及系统；考虑了变压器内部的温度场分布，将纸板含水量、环境温度、绝缘油类型与气泡生成的动力学模型进行结合，形成了气泡生成的风险评估模型；
50、2、本专利技术提供的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法及系统；结合变压器内部场强分布、气泡尺寸大小，对气泡生成后的放电风险进行评估，使得该模型更加完善；
51、3、本专利技术提供的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法及系统；立足于纸板含水量、环境温度、绝缘油类型、气泡尺寸大小和变压器内部温度场分布、场强分布等多参数环境，同时对变压器内部气泡生成风险和放电风险进行评估，结合层次分析法得到四个风险状态等级的隶属度函数，最终形成一种微气泡致本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述采集基础数据并对基础数据进行预处理，包括方法：
3.根据权利要求2所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述将预处理后的基础数据输入气泡形成的动力学模型计算出t时刻的气泡半径，包括方法：
4.根据权利要求3所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述气泡形成的动力学模型包括：
5.根据权利要求4所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，根据下式计算水蒸气在矿物油中溶解后的物质的量：
6.根据权利要求5所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，根据下式求解气泡体积V(t)：
7.根据权利要求1所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，步骤三包括：
8.根据权利要求1所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述将步骤三获得的气泡逸出温度与变压
9.根据权利要求8所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述估计出局放起始的电场强度，包括方法：
10.一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析系统，其特征在于，用于实现权利要求1-8任意一项所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法；包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述采集基础数据并对基础数据进行预处理，包括方法：
3.根据权利要求2所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述将预处理后的基础数据输入气泡形成的动力学模型计算出t时刻的气泡半径，包括方法：
4.根据权利要求3所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，所述气泡形成的动力学模型包括：
5.根据权利要求4所述的一种微气泡致油纸绝缘沿面放电风险分析方法，其特征在于，根据下式计算水蒸气在矿物油中溶解后的物质的量：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志成，胡仕红，胡舟，陈家慧，董仲明，王燕，刘凡，涂彦明，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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