本课题源于国家自然科学基金《基于电路分析法和恢复电压响应的油纸绝缘老化诊断方法》(编号为61174117)的子课题.电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一,变压器发生故障不但会造成设备的损毁,而且会对国家经济发展和社会的稳定造成不利影响。研究表明油纸绝缘老化是导致电力变压器故障发生的主要原因。本文从油纸绝缘的回复电压曲线中提取弛豫响应参数并构建油纸绝缘弛豫响应等效电路,研究反映油纸绝缘状态的多个介电特征量,并融合多个特征参量实现对油纸绝缘老化状态和剩余寿命的准确评估。论文主要研究工作如下:(1)研究了利用回复电压曲线微分解谱法解析油纸绝缘的介电弛豫响应参数,建立了弛豫响应参数与德拜等效电路参数之间的函数关系,并利用弛豫响应参数确定德拜等效电路的拓扑结构,在此基础上实现了对等效电路参数进行准确辨识。此外,通过对油纸绝缘极化机制的分析,提出了油纸绝缘多界面极化等效电路模型及其电路参数辨识的方法,并对多界面极化等效电路和扩展德拜等效电路之间的关系进行研究和讨论;(2)研究了利用介电弛豫响应参数提取与绝缘老化状态相关的特征量:弛豫数量、大时间常数、线型参数、相对弛豫电量以及区分油劣化与纸老化的时间常数比,分析了这些弛豫响应特征量和油纸绝缘状态的规律,并对各特征量与绝缘状态之间的机理和关系进行深入研究;(3)针对油纸绝缘老化特征量受到多种因素的随机性影响,利用单一特征量难以准确评估绝缘老化状态,在提取多个反映油纸绝缘老化状态特征参量的基础上,引入灰靶理论融合多个特征参量,改进传统的灰靶计算方法并优化配置靶心度计算中各评价指标的权重值,实现了对变压器油纸绝缘老化状态的准确评估;(4)在研究油纸绝缘等效电路与绝缘纸微水含量之间关系的基础上,分析了微水含量对相关参量的影响机理,建立了对绝缘纸微水含量进行定量评估的非线性多元回归方程;在考虑油纸绝缘中微水和运行环境温度的前提下,提出了利用介电响应分析方法对电力变压器油纸绝缘寿命进行评估的方案,并通过实例验证该方案的可行性。研究内容对于及时准确掌握变压器油纸绝缘状态,保障电网安全稳定运行,提高设备使用效率,指导电气设备检修生产具有重要的现实意义和应用价值。