频谱特性

油纸绝缘系统老化程度与电力变压器的稳定运行密切相关。针对油纸绝缘频域介电谱(frequency-domain spectroscopy, FDS)所提相关特征量单一和未考虑频谱特性指标间冲突性与随机性而导致老化诊断结果误差大的问题，提出了融合频谱特性与聚类云-证据推理的油纸绝缘老化程度诊断方法。首先，根据不同老化试样的频谱特征提取老化诊断多特征指标，并利用非线性拟合构建老化特征数据库。其次，基于Kmeans聚类提出适配非线性变化指标的聚类云模型基本概率分配方法。最后，针对多特征量的冲突性及相关性差异，利用CRITIC-G1综合赋权法计算各指标对应的证据修正因子，并进行基本概率再分配，利用证据融合推理得出油纸绝缘系统真实老化程度。实验结果表明，所提方法可准确诊断复合油纸绝缘样本的老化状态，为电力检修策略的制定提供了理论指导。

输电线路的无线电干扰主要是由导线、绝缘子和线路金具等电晕放电产生。为了深入研究无线电对架空输电线路的影响，本文结合输电线路电晕产生的无线电干扰的频谱特性、横向衰减特性和统计分布特性，指出增加导线分裂数对减少无线电干扰效果非常明显。

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系，并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑，探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先，分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律，基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律，提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法，通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次，剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律，探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系，凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点。最后，联合界面极化支路极点、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型，并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性，为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

换流变有载分接开关为国外厂家垄断（德国MR和瑞典ABB），与普通交流变有载分接开关相比其调压范围更大（超过20个档位）、动作更频繁（平均每年数千次）、工况更严苛（开断电流为非正弦波）。近年来南方电网换流变/柔直变油熄弧式有载分接开关发生油流继电器参数设置不合理多次误动、复杂谐波工况下档位切换失败、现场状态诊断和监测技术缺乏等突出问题。本项目针对上述问题开展研究。 本项目首次建立油熄弧式有载分接开关切换过程的动态（流体与电气耦合）仿真计算模型，获得了与有载分接开关切换试验和继电器静态压力试验相吻合的油流、油压变化数据，攻克了有载分接开关流体-电气耦合准确建模的仿真难题，揭示了有载分接开关切换过程中保护继电器内油流和压力的变化规律，提出了有载分接开关保护配置及其定值配合建议（油流定值2.5m/s，油压150kPa），解决了有载分接开关非电量保护误动问题。基于直流系统有载分接开关的复杂电气与机械结构、快速切换过程、非特征高次谐波工况和故障失效模式研究，提出了考虑直流系统交直流叠加波形畸变和系统复杂谐波情况下有载分接开关的配置建议和参数配置方法，解决了有载分接开关运行中因谐波和波形畸变导致故障的技术难题。构建了表征有载分接开关运行状态的关键特征量参数体系，提出了换流变有载分接开关波形切换试验、振动响应特性测试等电气与机械综合的运行状态诊断新方法，首次提出基于有载分接开关切换时的电压电流波形、油流速度、振动频谱特性和油色谱等多参数综合分析的有载分接开关状态监测预警系统，实现了有载分接开关运行状态的全面感知和智能诊断。 项目成果已成功应用于±500kV从西换流站有载分接开关的非电量保护定值配置、±500kV鲁西换流站复杂谐波工况下有载分接开关的技术选型，有效提升了有载分接开运行可靠性，取得重大的经济效益和良好的社会效益。提出的有载分接开关多参数综合智能诊断方法已在±500kV柳南换流站、±800kV侨乡换流站、±800kV楚雄换流站应用，发现数十起分接开关机构异常等缺陷，取得了良好的应用效果。 项目成果参与修订国家标准1项，形成发明专利3项，实用新型专利3项，发表核心论文7篇。项目成果通过了中国电机工程学会组织的科技成果鉴定，总体达到国际先进水平，部分国际领先。