[发明专利]一种基于FDS的油纸电容式套管串联极化模型建模方法

权利要求书

1.一种基于FDS的油纸电容式套管串联极化模型建模方法，它包括：

步骤1、通过一个电容和一个电阻并联来等效油纸电容式套管的每层电容介质；

步骤2、在步骤1的基础上再并联一个RC串联支路来等效每层电介质的松弛极化过程，从而得到油纸电容式套管每层的极化电路模型；

步骤3、将步骤2得到的油纸电容式套管每层的极化电路模型n个并联在一起，得到油纸电容式套管串联极化模型；n为油纸电容式套管的绝缘层数量；

它还包括：油纸电容式套管串联极化模型的参数辨识方法：

步骤2.1、对油纸电容式套管开展频域介电谱测试，将频域介电谱测试仪的黄色高压引线接套管的导电杆，红色测量引线接末屏，套管法兰和油箱同时接地，频域介电谱测试仪接地；频域介电谱测试仪参数设置为：电压幅值200V，频率范围1mHz～1kHz；

步骤2.2、完成接线后，采用频域介电谱测试仪对油纸电容式套管进行一次以上FDS测试，若相邻两次测试结果保持一致，则作为最终频域介电谱测试结果；

步骤2.3、建立模型的等效复阻抗Z^*的计算公式

式中，Z′(ω)、Z″(ω)分别为复阻抗的实部及虚部，单位为Ω；R_i、C_i、R_Di、C_Di为串联极化模型参数，R_i为各单元电容介质的等效电阻单位为GΩ，C_i为各单元电容介质的几何电容单位为nF；R_Di为表征各单元电容介质松弛极化现象的等效电阻参数单位为GΩ，C_Di为表征各单元电容介质松弛极化现象的电容参数单位为nF；ω为测试角频率单位为rad/s；

步骤2.4、建立模型复电容与复阻抗的换算公式：

式中，C′、C″分别表征复电容实部和虚部单位为F；

步骤2.5、建立模型参数优化函数

式中，C′_测量(ω)和C″_测量(ω)分别为通过步骤2.1及步骤2.2实测得到的油纸电容式套管频域介电谱复电容实部和虚部数据，单位为F；C′_拟合(ω)和C″_拟合(ω)分别为通过套管串联极化模型参数推导出的复电容实部和虚部数据，单位为F；

步骤2.6、通过模型参数优化函数，计算出油纸电容式套管串联极化模型参数的最终解，从而完成模型参数辨识。

2.根据权利要求1所述的一种基于FDS的油纸电容式套管串联极化模型建模方法，其特征在于：步骤2.6的计算方法为采用遗传算法对模型参数优化函数进行迭代计算，在满足精度要求下，当模型参数优化函数趋近于0时，R_i、C_i、R_Di、C_Di即为油纸电容式套管串联极化模型参数的最终解。