柔性电力系统中油浸式变压器的最佳老化极限研究附Matlab代码

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🔥 内容介绍

一、引言

随着电力系统向高可靠性、高灵活性和智能化的柔性电力系统转型，油浸式变压器作为电力传输与分配的核心设备，其安全稳定运行至关重要。然而，长期运行过程中，变压器会因电、热、机械和环境等多种因素影响而逐渐老化，性能下降。确定油浸式变压器的最佳老化极限，不仅有助于合理安排设备检修与更换计划，降低运维成本，还能保障柔性电力系统的稳定供电。因此，开展柔性电力系统中油浸式变压器最佳老化极限的研究具有重要的现实意义。

二、油浸式变压器老化影响因素分析

2.1 电应力因素

在柔性电力系统中，电压波动、谐波等电应力情况更为复杂。过高的电压会使变压器内部绝缘材料承受更大的电场强度，加速局部放电的发生，导致绝缘劣化；谐波电流的存在会增加绕组的附加损耗，产生局部过热，进一步加剧绝缘老化 。

2.2 热应力因素

变压器运行时，绕组和铁芯的损耗会产生大量热量。在柔性电力系统多变的负荷条件下，变压器可能经常处于过载运行状态，导致内部温度升高。高温会加速绝缘纸的老化，使其机械强度和电气性能下降，同时也会影响绝缘油的性能，产生酸性物质和沉淀物，降低绝缘油的绝缘强度 。

2.3 机械应力因素

短路故障、系统振荡等情况会在变压器内部产生强大的机械应力。频繁的机械应力作用可能导致绕组变形、松动，破坏绝缘结构，加速变压器的老化进程 。

2.4 环境因素

环境温度、湿度、污秽程度等环境因素对油浸式变压器的老化也有显著影响。高温环境会加速绝缘材料的老化反应；高湿度会降低绝缘性能，增加受潮风险；污秽会导致绝缘子闪络，影响变压器的正常运行 。

三、油浸式变压器老化模型构建

3.1 绝缘纸老化模型

绝缘纸的老化主要通过聚合度（DP）的下降来表征。基于阿伦尼乌斯方程，建立绝缘纸老化速率与温度的关系模型，考虑不同温度、湿度等环境条件以及电应力、机械应力的影响，对模型进行修正和完善，以更准确地预测绝缘纸的老化程度 。

3.2 绝缘油老化模型

绝缘油老化可通过酸值、含水量、击穿电压等指标来衡量。分析绝缘油在热、氧、水分等作用下的化学反应过程，建立绝缘油老化指标随时间变化的模型，结合实际运行数据，确定模型参数 。

3.3 综合老化模型

将绝缘纸老化模型和绝缘油老化模型相结合，考虑两者之间的相互作用，构建油浸式变压器的综合老化模型。该模型能够全面反映变压器内部绝缘系统的老化状态，为确定最佳老化极限提供理论依据 。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

🔗 参考文献

[1] 韩鹏.大型自然油循环导向冷却结构变压器温度场计算研究[D].河北工业大学,2005.DOI:10.7666/d.y843762.

[2] 曾利平.油浸式电力变压器故障诊断的研究[D].中南大学,2011.DOI:10.7666/d.y1913738.

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