电力变压器是电力系统中能源转换的核心设备,在现代电网中承担着十分关键的输配电任务,电力变压器发生故障将会对电网安全稳定的运行造成严重威胁并带了巨大的经济损失。因此,对现役电力变压器设备的运行状态进行准确地诊断和分析,进而预估出其剩余寿命,可以为电力变压器的检修和维护提供重要的参考依据,对提高电力变压器安全运行的可靠性和经济性具有重要的理论和实际意义。电力变压的油纸绝缘作为现代变压器最主要的绝缘方式,在油浸式变压器中得到了广泛的应用。随着现代电网技术的发展进步,人们安全环保意识的逐渐增强,对变压器油纸绝缘各项指标的要求也越来越苛刻,传统矿物绝缘油虽具有良好的电气和冷却性能,但其燃点低、自然降解性能差的缺点却显得越来越不符合现代安全、绿色生产的发展理念,在很多具有特殊条件的环境下的应用性变得备受争议。因此,具有燃点高、易自然降解的天然酯植物绝缘油被作为矿物绝缘油良好的替代产品,得到了广泛地应用和推广。本文利用分子动力学模拟技术,同时考虑到电力变压器油纸绝缘系统常常运行在温度为70℃和101Kpa的实际运行工况,构建了天然酯转基因植物油和纤维素绝缘纸板的分子动力学模型,并在仿真模拟中设置电力变压器实际的运行环境,以达到更加接近于实际目的。在研究植物油在不同水分含量下糠醛的运动行为以及在油纸复合绝缘系统中的微水扩散等理化性质时,同时引入实验和仿真模拟的结果对比分析。论文取得的主要研究成果如下:(1)植物油中的水分含量对糠醛的扩散运行有较大的影响,水分含量的增加会降低植物油分子的粘稠度,使分子间的运动阻碍降低,增加了整个体系的自由体积,从而为糠醛分子在植物油中的扩散提供了空间基础。(2)水分的增加会使糠醛与整个植物油体系的相互作用能整体增加,对这部分增加的能量进行研究分析发现,整体能量的增加主要来源于水分子与植物油分子的氢键作用,随着水分含量的增加,水分子集中于甘油三酯羰基上形成氢键,植物油逐渐趋于饱和,糠醛分子受到的束缚作用将会减小,其扩散行为则会加强。(3)仿真模拟研究植物油和纤维素纸板组成的油纸绝缘系统中的微水扩散行为,发现复合模型中水分子的扩散具有一定的方向性,纯植物油模型和初始水分分布在植物油中的模型作比较,其中水分子扩散的均方位移表现出高度相关性,表明植物油分子对水分子具有更强的吸附性。(4)初始水分分布在纤维素中的水分子在模拟中更倾向于扩散到植物油中,并且形成稳固的氢键结构,分子动力学模拟的结果和能量分析解释了水分子在模型中扩散的过程和原因。