變壓器是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行所必需的設(shè)備，若其發(fā)生故障，則將對(duì)電網(wǎng)造成巨大的沖擊。絕緣受潮是造成變壓器絕緣發(fā)生故障的重要因素。因此，準(zhǔn)確診斷變壓器絕緣中的微水含量，對(duì)于評(píng)估變壓器的絕緣壽命具有重要意義。

目前，診斷變壓器油紙絕緣的微水含量的方法主要有油紙水分平衡曲線法、卡爾費(fèi)休滴定法和介電響應(yīng)技術(shù)法等。其中，油紙水分平衡法油紙中的水分很難處于平衡狀態(tài)，并且容易受到到溫度的影響。卡爾費(fèi)休滴定法需要對(duì)變壓器絕緣紙進(jìn)行取樣，而這樣做會(huì)對(duì)變壓器的絕緣狀況造成污染和損壞。

這兩種方法在用于工程實(shí)際時(shí)受到局限。以介電響應(yīng)理論為基礎(chǔ)的回復(fù)電壓法（RVM）、極化/去極化電流法（PDC）、頻域介電譜法（FDS）則具有一定的工程應(yīng)用性。其中，PDC法因測(cè)試時(shí)間短且無損，能夠區(qū)分絕緣紙和絕緣油的絕緣狀態(tài)，因此得到了廣泛應(yīng)用。極化/去極化電流對(duì)油紙絕緣中的水分含量反映相當(dāng)敏感，如文獻(xiàn)[3]指出，穩(wěn)態(tài)極化電量Qp-5000、極化電量斜率Kp和水分之間具有很好的線性關(guān)系。

文獻(xiàn)[4]指出去極化電流曲線的末端和水分含量之間具有密切關(guān)系，但并未區(qū)分油或紙中水分對(duì)去極化電流的影響，且未提出評(píng)估水分的特征量。文獻(xiàn)[5]提出了絕緣紙中微水特征量，但沒有探究絕緣油水分含量的特征量。文獻(xiàn)[6]提出油老化電量Q0和穩(wěn)態(tài)油紙界面極化電量Qo-p作為變壓器老化的特征量，但未研究與微水關(guān)聯(lián)變化。

鑒于已有研究成果及不足，本文首先比較不同水分含量的去極化電流曲線的變化規(guī)律，得到去極化電流隨油中水分和紙中水分的變化規(guī)律；然后，基于去極化電流曲線進(jìn)行介電響應(yīng)參數(shù)辨識(shí)，得到不同時(shí)間常數(shù)的極化支路參數(shù)；最后，提取始端去極化電量Soil和末端去極化電量Spaper，通過實(shí)例驗(yàn)證這兩個(gè)新的特征量和水分含量之間具有較好的相關(guān)性，可用于有效評(píng)估油紙絕緣中的微水含量。

圖1 擴(kuò)展德拜模型電路圖

結(jié)論

本文利用時(shí)域介電響應(yīng)和去極化電量的理論，提出了去極化電量Soil與Spaper兩個(gè)新的特征量用于評(píng)估變壓器絕緣紙和絕緣油中微水含量，并得到如下結(jié)論：

1）油中微水含量與去極化電流曲線始端具有較強(qiáng)相關(guān)性，紙中水分含量與去極化電流曲線末端具有較強(qiáng)相關(guān)性。通過去極化電流曲線的不同時(shí)間段的變化，可區(qū)分絕緣油和絕緣紙中水分含量的情況。

2）對(duì)去極化電流曲線進(jìn)行介電響應(yīng)參數(shù)辨識(shí)，大時(shí)間常數(shù)與去極化電流曲線末端密切相關(guān)；小時(shí)間常數(shù)與去極化電流曲線始端密切相關(guān)。

3）Soil能較好地反映油中微水含量，Soil與油中微水含量存在指數(shù)關(guān)系，即油中水分含量越大，Soil越大；Spaper能較好地反映紙中微水含量，且Spaper與紙中微水含量也存在指數(shù)關(guān)系，即紙中微水含量越大，Spaper也越大。