1.一种大型牵引变压器闭环式干燥的工艺方法,其特征在于,包含以下步骤:第一步:初始特征参数获取
1.1检验准备及测试接线
将待干燥的牵引变压器的高压绕组进线端与高压绕组出线端短接,然后与频域介电谱测试仪电压输出端连接,将待干燥的牵引变压器的低压绕组进线端与低压绕组出线端短接,然后与频域介电谱测试仪电压输入端连接,测试环境温度并记为T,单位为℃;
1.2频域介电谱测试
设置输出电压为1400伏特,设置测试频率范围为0.001Hz至1kHz,开启频域介电谱测试仪对待干燥的牵引变压器进行频域介电谱测试,得到环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(fT,T)与相对复介电常数虚部ε″(fT,T)的频域介电谱;
1.3频域介电谱测试结果归算
将步骤1.2中测得的环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(fT,T)频域介电谱依据式(1)归算至参考温度15℃,将步骤1.2中测得的环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数虚部ε″(fT,T)频域介电谱依据式(2)归算至参考温度15℃;
式中,fT为环境温度T下频域介电谱的测试频率;所述测试频率包括:0.001Hz、
0.00215Hz、0.00464Hz、0.01Hz、0.02154Hz、0.04642Hz、0.1Hz、0.21544Hz、0.46416Hz、1Hz、
2.1544Hz、4.6416Hz、10Hz、20Hz、42Hz、60Hz、90Hz、220Hz、470Hz和1000Hz;f15℃为fT在参考温度15℃下对应的频率点,式(1)与式(2)中的fT与f15℃有如下的表达式:通过对归算至参考温度15℃后的测试结果进行多项式拟合得到参考温度15℃下
0.001Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′(f15℃,15℃)与相对复介电常数虚部ε″(f15℃,15℃)的频域介电谱曲线;
1.4初始特征参数提取
采用式(4)、(5)所示ε′(f15℃,15℃)和ε″(f15℃,15℃),基于步骤1.3中得到参考温度15℃下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部ε′(f15℃,15℃)与相对复介电常数虚部ε″(f15℃,15℃)的频域介电谱,使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行拟合,进而得到特征参数σdc、Δε1、Δε2、τ1、τ2的初始值,分别记为σdc_0、Δε1_0、Δε2_0、τ1_0、τ2_0,在进行拟合时为保证模型参数拟合结果的唯一性和准确性,以式(6)为目标函数,当误差平方和θ的值最小时,认为拟合有效;
式中,σdc为直流电导率,Δε1为界面极化的弛豫强度,Δε2为偶极子转向极化的弛豫强度,τ1为界面极化的弛豫时间,τ2为偶极子转向极化的弛豫时间,α1为界面极化的分布参数,α2为偶极子转向极化的分布参数,ω为角频率,ε′fit(f15℃,15℃)为相对复介电常数实部拟合值,ε″fit(f15℃,15℃)为相对复介电常数虚部拟合值,ε∞为高频介电常数;
第二步:整体烘燥
对大型牵引变压器线圈组进行干燥,干燥环境温度设置为130摄氏度,干燥时间设置为
7天;
第三步:气相干燥
对大型牵引变压器的器身进行二次气相干燥,以煤油蒸汽为加热载体,排除大型卷铁芯牵引变压器的绝缘件的内部水分,本步骤的气相干燥时间设置为2天;
第四步:干燥效果检验
根据第一步1.4步骤中初始特征参数提取中所示的方法,对干燥后的牵引变压器进行相同的测试,提取大型牵引变压器干燥后的特征参数σdc、Δε1、Δε2、τ1、τ2的值,分别记为σdc_n、Δε1_n、Δε2_n、τ1_n、τ2_n,其中n为已经干燥的次数,然后通过式(7)计算特征参数变化率H,当变化率H小于0.05时则干燥效果合格进行第五步,如果H大于0.05则干燥效果不合格返回至第三步;
第五步:完成干燥工艺;
第1.4步骤中初始特征参数提取过程的使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行参数拟-11 -4
合时,边界限制条件如下:高频介电常数0<ε∞<10,直流电导率10 <σdc<10 ,界面极化弛豫强度0.1<Δε1<400,界面极化弛豫时间10<τ1<10000,偶极子转向极化弛豫强度0.1<Δε2<
20,偶极子转向极化弛豫时间10-12<τ2<10-6,0<界面极化的分布参数α1<1,0<偶极子转向极化的分布参数α2<1。