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油浸变压器绝缘诊断方法的研究和进展

发布时间:2020-05-27 03:27 作者:欢乐生肖平台 浏览次数:140


  福建水电职业技术学院电力工程系是福建电力有限公司福州供电有限公司的研究员。在2019年的第12期“电气技术”杂志上,油浸变压器是一种非常重要和昂贵的电气设备。变压器油纸绝缘系统的老化是其故障的主要原因,因此准确诊断变压器的绝缘状态对电力系统的安全性和可靠性具有重要意义。

  本文阐述了油浸式变压器绝缘诊断的现状,概括为传统的特点诊断方法和介质响应特征诊断方法。比较和分析了这两种方法的不同诊断技术,说明了不同方法的优缺点,并提出了相应的研究和改进方向。本文总结了油浸变压器绝缘诊断方法的未来研究方向和发展趋势。

  随着我国经济需求的不断增长,电力行业对电力系统安全稳定运行和电力质量的要求也在不断提高。油浸式电力变压器是一种非常重要和昂贵的电气设备,在一个巨大的输电系统。

  据统计,在电力设备故障引起的大规模停电事故中,电力变压器绝缘老化所造成的故障占主要比例。油纸绝缘结构是大型油浸式变压器内部绝缘的主要组成部分。

  在现阶段,对变压器油纸绝缘状态的诊断技术进行了大量的研究,可以概括为传统的特征诊断方法和介电响应特征的诊断方法。

  传统特征诊断方法中油浸式变压器绝缘状态的参量主要包括:油中气糠醛含量和纤维素绝缘纸聚合度所代表的化学参量。以绝缘电阻极化指数介质损耗因数和局部放电特性为代表的电参量..

  介电响应特征的诊断方法主要包括时域介电响应的反应电压法(反应电压法)与传统的诊断方法相比,本发明更适合于电力变压器油纸绝缘的现场测试、诊断和评价。该项目具有良好的应用前景。

  本文的主要内容包括:(1)对变压器绝缘状态的几种主要传统特征诊断方法和介质响应特征的诊断方法进行了总结。第二部分阐述了不同诊断方法的优缺点,以及现有研究中存在的一些问题。第三,总结了油浸变压器绝缘诊断方法的未来研究方向和发展趋势。

  基于化学参量的传统诊断方法主要是利用油浸式变压器在变压器油中溶解气体(COCO2CH4)等。绝缘纸聚合度(DP)和油中糠醛酸微水的含量依据有关规定和规定进行绝缘诊断。

  大量的实践经验和研究表明,根据不同气体含量的油中溶解气是一种传统的绝缘故障诊断方法。绝缘纸纤维素老化分解的主要气体为CO和CO2。

  例如,IEC导向规定,CO/CO2的比值大于0.33或小于0.99,这意味着纤维素绝缘的分解可能发生。变压器绝缘材料的分解和溶解对油中相关气体的诊断具有一定的参考价值。

  然而,主要缺点如下:(1)CO2气体不仅来自纤维素的热分解,而且还产生相关气体并在油中溶解。由于气体本身的挥发性,并不是所有的特征气体都与绝缘纸老化有关。两种气体的含量比将受到变压器油纸比例、绝缘结构材料等差异的影响。操作环境的变化会使气体产生不稳定。变压器的实际绝缘无法准确诊断。

  油浸式变压器新绝缘纸的聚合度约为1000×1300。干浸油的聚合度降低到900左右。根据国内DL/T984/2005油浸变压器绝缘老化判断指南,当DP降至500左右时,变压器的绝缘寿命已达到中期。当DP下降到250时,绝缘寿命迟到;当DP低于150时,变压器需要立即退出。在变压器寿命结束时,仍有争议,需要进一步研究和分析。

  聚合可以直接表达绝缘纸的机械性能,因此在绝缘诊断中具有一定的可信度。然而,该方法存在以下缺点:(1)变压器绕组不同位置的实际老化不同,使聚合度分布不集中;(2)用粘度法测量聚合值。溶液配置环境和操作人员等因素会影响其准确性;(3)变压器芯采样测量聚合度的方法不仅对绝缘有害,而且在实现过程中也是比较复杂和困难的。你只能呆在离线的地方。

  糠醛是纤维素绝缘纸老化过程中的一种特殊产物。根据我国DL/T596/1996电力设备预防性试验规定,油中糠醛含量为0.5mg/L。变压器的总绝缘水平处于其预期寿命的中间,当糠醛含量大于4mg/L时,其整体绝缘水平处于寿命的后期阶段。

  诊断油浸式变压器绝缘老化是目前最常用的方法之一。然而,该方法的可靠性受以下因素的影响:(1)糠醛含量的物理测量方法(高效液相色谱))容易受到滤油和热虹吸过滤器的影响。2.添加抗氧化剂油纸绝缘系统不能简单地判断油中糠醛的含量。然而,与糠醛含量诊断法相比,它仍然是一种更实用、更有效的传统特征诊断方法。

  此外,近年来,许多学者对油纸绝缘老化的方法进行了间接评价。该方法可作为糠醛含量诊断方法的补充。

  20世纪90年代电力部门对绝缘老化诊断和预期寿命的主要方法是。通过绝缘电阻极化指数介质损耗等离线电气测量参数作为诊断的依据..电气参数诊断方法主要通过相关电气试验方法获得绝缘电阻等参数,并作为老化诊断的基矗

  近20年来,随着科学技术的进步,基于电参的绝缘老化诊断得到了一定的发展,包括局部放电测量技术。局部放电信号作为绝缘老化的反映,已成为国内外许多学者的研究热点。

  在局部放电信号诊断技术的基础上,首先对有机固体等绝缘材料进行诊断。例如,G.C.蒙塔尼认为它可以用树枝放电的长度和局部放电的密度来表达绝缘的电老化功能。张晓红等人研究了局部放电的特点,以反映绝缘的老化特征。

  研究结果表明,以局部放电信号为特征的电参诊断方法只能作为化学参诊断方法的补充。为了实现变压器绝缘老化的应用,还需要进一步开展更多的工作。

  与传统的诊断方法相比,对电压的响应方法是最早的介电响应测试方法。响应电压法以其无损、简单、方便的携带老化信息而受到国内外研究人员的青睐。

  PDC是另一种时间介电响应测试技术。基本测试原理是测量介质在阶跃电压下的充电极电流IP。并在短路状态下测量放电去极电流ID。

  频域介电谱系法是频域介电响应诊断技术..该方法通过测量交变电场刺激下的极化响应,对不同频率的介电参数进行逐点或扫描。FDS具有频带宽、噪声干扰孝试验电压低、携带信息丰富等优点,适用于变压器绝缘状态的现场诊断。

  RVM具有无采样、无损、无测量电压、外电频干扰等优点。然而,测试时间相对较长,应考虑环境温度对测量过程温度变化的影响。根据现场应用中存在的不同干扰因素,可以进一步研究测量结果的校正,提高绝缘诊断的准确性。

  PDC作为一种无损介电响应诊断技术,广泛应用于油纸绝缘老化和湿度评价。然而,去极化电流值需要更高的直流电压来测量,这很容易受到外部电磁噪声的干扰。此外,极端电流和极端电流的初始阶段往往不容易精确测量。

  FDS用于诊断油纸绝缘状态,具有噪声干扰程度低、试验电压低、携带信息丰富等优点。该方法高频测量简单,但低频测量时间相对较长,对测量结果也有一定的影响。

  一般来说,介电响应特征的诊断方法优于传统的变压器绝缘的现场诊断方法,因为它具有非破坏性操作简单、抗干扰等优点。良好的项目应用前景是今后绝缘诊断技术的重点。

  本文主要阐述了油浸变压器绝缘状态的不同诊断方法,即传统特征诊断方法和介电响应特征的诊断方法。基于传统特征的诊断方法简单直观,但在应用过程中或需要对绝缘本体造成一定的损害。或者需要对油样进行一系列复杂的测试过程,这些过程很容易受到外部水分进入或中间滤油等干扰的影响。

  基于介质响应理论的介电响应特征诊断方法近年来受到国内外许多学者的广泛关注,因为它具有非破坏性操作简单、抗干扰等优点。对不同介电响应的特征和绝缘状态的关系进行了深入的研究,取得了一定的效果。今后还需要进一步研究。

  1.继续研究介电响应特性与油纸绝缘老化之间的关系,提取油纸绝缘系统中不同绝缘介质的老化特性。进一步实现了油纸复合绝缘系统的国家分类和评价。

  在对油纸绝缘状态进行评价和研究的基础上,对油纸绝缘状态的综合诊断和评价进一步提高了评价的准确性和可靠性。

  这三种方法有机地结合了RVM和PDC以及频域介电谱(FDS)的优点。实现对变压器绝缘状态无损诊断的新方法。