[00118639]引入介电响应理论的大型电力变压器寿命评估技术与应用

油浸式变压器是电力系统的关键核心设备,其健康状态直接关系到电网的本质安全。变压器长期承受复杂的电、热、环境等多重应力作用,绝缘介质会逐渐劣化甚至失效,可能演化为恶性运行事故。绝缘劣化状态难检测、难辨识与难恢复一直是变压器状态感知领域的突出问题,是变压器运行维护中亟待攻克的重大技术难题。 在国家杰出青年科学基金、国家863计划、国家自然科学基金及国网总部科技项目等支持下,项目团队围绕油浸式变压器绝缘劣化的检测、诊断关键技术和智能化装备,3家单位联合攻关,建立了油浸式变压器绝缘劣化状态多维感知与可靠性提升技术的成套体系,在变压器状态辨识新方法、检测评估新技术和智能诊断新装备方面取得了系列创新性成果： 1、揭示了多应力下油纸绝缘劣化机理。提出了基于空间电荷分布的油纸绝缘双能级陷阱模型,明确了微观陷阱/空间电荷特性与宏观劣化状态的内在关联及物理机制,据此建立了油纸绝缘电致劣化、热致劣化多维度表征方法。 2、发明了变压器多缺陷源放电分离-定位-识别技术及系统。揭示了多缺陷源局部放电信号的时空耦合效应,首创多源放电自适应分离技术,发明了放电传播路径搜索溯源定位方法、放电特征深度学习辨识和电致绝缘损伤风险评估技术,研制了多源放电分离-定位-识别系统,突破了变压器复杂局部放电难以有效诊断的技术瓶颈。 3、提出了变压器劣化无损检测评估新方法。揭示了油纸绝缘老化和受潮时介电响应的非线性物理现象及介质损耗峰的偏移机理,建立了变压器劣化介电谱和近红外光谱无损评估新方法与量化评估数据库;研发了国内首台（套）宽频域绝缘介电响应测试仪和近红外光谱老化分析仪,打破国外垄断。 4、建立了变压器“评估-调控-恢复-再评估”成套标准和耐高温绝缘体系。发明了基于温度、役龄累积和状态诱因协同的变压器动态负荷调控新技术,提出了基于在线介电响应的油纸绝缘劣化恢复监测方法,建立了天然酯/绝缘纸的高温绝缘体系,突破了变压器绝缘延寿的技术瓶颈。 项目获发明专利41项、软件著作权18项、专著1部、论文97篇（SCI收录52篇、EI收录28篇）,制定标准20项。自2005年应用于17个省级电网公司,准确诊断了400余台大型变压器类设备潜伏性缺陷（含16台特高压变压器）,产生经济效益17.8亿元。雷清泉院士等主持的鉴定认为：“多源放电性缺陷的特征参量分离、识别和预警技术” “变压器绝缘老化和受潮定量评估、辨识和绝缘劣化带电恢复技术”“介电响应机理、成套技术及油纸绝缘设备受潮及老化状态诊断应用取得突出成果”处于国际领先水平。成果曾获IEEE查特顿青年研究者奖、IEC 1906奖、中国电力创新一等奖,全面提升了变压器的健康掌控水平和缺陷发展防控水平,实现了大型变压器健康状态多维感知与失效预警技术的国际引领,取得了显著的经济和社会效益。