变压器绝缘击穿试验的油色谱分析

变压器绝缘击穿试验的油色谱分析

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摘要:依据油的品质与变压器发生故障的问题类型和故障范围,并通过油色谱进行研究分析其特征和发展规律对于加强累积工作经验具有突出的意义。所以,根据500kV变压器的绝缘试验,展开了均压球对于油箱内壁的击破测试;根据变压器绕组匝绝缘试验,展开了匝间击破测试,并且针对油色谱展开了采集样本的分析。本文根据相关标准、应用三比值方法与大卫三角方法研究分析了油品质和油色谱之间的关系,并进行深刻探讨。

关键词:变压器绝缘;油色谱;三比值方法

研究分析油中溶解性气体的组成与含量变化是保证油气设备顺利运行的有效方法之一。使用气相色谱方法研究分析其中的溶解性气体、监测充油电气机械设备的运行在我们国家已经拥有了四十多年的应用经验。其在电力生产环节中具有着非常重要的影响作用,并且累积了丰厚的实践性经验。伴随着电力技术的蓬勃发展和科学信息技术的提升,对于所应用的研究方法和测试过程都需要进行一定的完善。

一、油色谱分析研究以及注意问题

现如今针对油色谱监测技术的分析研究主要集中在以下几点:

1.在线性监测系统的设计方案与周期性措施。

2.对于多种类型的变压器油色谱所展现的故障问题及其针对关系的分析研究。

3.依据油色谱的结果采取新式方法手段研究分析其故障成因。

使用有些分研究分析变压器产生故障或者潜在故障后发生的状况,虽然有些时候是多个部位进行发生,但是也只能依据所发生的现象和部位开展分析研究。如果能够依据油品质水平和发生绝缘故障的类型以及所发生故障的范围,充分结合油色谱研究分析其具有的特征和发展规律对于工程经验的积累具有非常突出的意义。为了能够充分监视变压器的使用状况,标准GB/T7262—2401具体介绍了变压器油色谱研究分析方法的理论性依据和产气定理,深刻论述了变压器油色谱在应对变压器潜在和各类型突发性故障检验上的使用,总结归纳了变压器油色谱检验技术在具体使用中需要注意的问题。

本文进行设计了油在异同状态下(拥有的不同绝缘点)确认的油间隙和匝绝缘体,在开展局部绝缘放电以后对油色谱特性开展相对应的研究分析,油色谱研究分析方法是依据国家相关标准和电力行业领域的标准要求进行的,除此之外还参照了之前专家们的研究手段方法,详细认真研究了多种类型绝缘故障和油色谱产生现象的确切对应关系,并且对于异同油品质及绝缘状态之下色谱的相对应关系开展了深刻的研究分析。

二、500kV变压器均压球油间隙测试和油色谱分析

此次测试是根据长油间隙测试平台中进行的基础性分析研究。此平台设计了透明状视察窗口与油泵等设备,采取高速摄像机针对放电、小桥的形成环节及影响性原因展开直观性监测;所选取的模型为500kV绝缘结构,是产品型的油间隙绝缘试验,针对变压器的油纸绝缘顺利使用、预警、在线性监视等内容都能够进行试验研究。此次测试是面对500kV均压球对于油箱内壁进行放电,主要分析研究油品质在正常、较高颗粒度状态下的油间隙击破色谱。

1.500kV电压下正常有的击破测试

测试之前对有开展微水、介损、颗粒物含量、气含量和色谱测试,所收取样本位置处于油箱的下部位。其中,油中的微水含量分数4.7×10-6,介损为0.2%,颗粒含量为1650个每100mL(颗粒直径>5μm)。所选取的油样标准既能够满足国际标准,也贴合正常500kV用油标准要求。可以通过调节电极对均压球的距离调整16mm,总共开展了九次测试,采取阶梯加压的方法,每次加压的速度为1kV每分钟,击破电压的平均值是210kV。

根据此表中的油色谱数据可以得出,依据三比值方法,经过一定的故障分析判断,此问题情况隶属于放电性故障,贴合油间隙放电特点。依据大卫三角形方法,C2H2、C2H4和CH4的溶解性气体的比例分别是74%、9%和14%,隶属于D1左下角地方,就是低能放电性故障。根据相关的标准研究分析为低能量放电。所以可以得出,变压器均压球油间隙放电使用大卫三角方式隶属于低能量放电,处于油干燥的状态时,色谱编码是203。

2.较高颗粒度的击破测试

此次试验在达到合格标准的油品种增设了纸板屑,首先将纸屑溶化与少数量的油中开展搅拌行为,其后再把油添加到测试平台的油箱里。再测试前后分别抽取油样,进行对油的耐压、微水、介损、颗粒物含量、气含量和色谱测试。在这其中,油中的微水含量分数是3×10-6~4×10-6,耐压力是70.3kV,介损是0.28%,颗粒物数量是9420个每100mL(颗粒直径>5μm),含气数量是2.14%。

根据测试数据可以看出,依据三比值编码原则,编码组合数微203,依据GB/T7262—2401标准进行判断,是隶属于电弧放电性故障,贴合油间隙放电特点;依据大卫三角形方法,C2H2、C2H4和CH4的溶解性气体比例分别是75%、14%和11%,属于左下角地方,也属于低能放电性故障。所以可以看出,在纤维颗粒物数量增加以后,色谱编码组合能够与正常油品相一致,同为203。

三、绕组匝体击破测试及油色谱分析

变压器中的绕组绝缘包含两种,分别是主绝缘和纵行绝缘,进行设计产品时,主绝缘和纵绝缘体也要分别校准绝缘度。具体问题上,在绕组之内的一些区域,很难进行严格的判断是主绝缘还是纵绝缘。比如,对于饼式绕组来讲,线段中的电位高和低以及每段间梯度,在高低压绕组的内外部分都能够一起发生影响作用,在此处是否进行放电,完全取决于此处的合成场所强,就是复合型场强。所以本次课题的试验模型所涉及到阶段间梯度以及尺寸的范围和高低压绕组对于电位和绕组之间的距离尺寸对于复合型场强的影响作用,采取大比例模型进行试验的研究分析。

在测试之前的油品质中微水质量为3.3×10-6,抗耐压力为73kV,颗粒物数量数是770个每100mL(颗粒直径>5μm),气含量是1.2%。

从油色谱数据能够得出,依据三比值编码原则,色谱编码组合是223,根据GB/T7262—2401进行故障分析,隶属于电弧放电过热问题,提盒本次测试匝绝缘放电饼击破特点;依据大卫三角形方法,C2H2、C2H4和CH4的溶解性气体比例分别是74%、11%和16%,属于D1左下角地方,就是低能放电性故障问题;依据DL/T732—2014三比值方法进行判断,属于低能放电并过热问题。

以下依据日本中的月冈、油纸分裂比值和温度变化的关系,使用第二次击破后的油样为例子研究分析事故状况的具体情况,所分析步骤如下:

1.依据GB/T7262—2401标准油中溶解性气体三比值方法确认好编码组合是223,隶属于较低能量火花放电并过热故障。2.依据油分解超出410摄氏度的比值与温度变化的关系,计算得出发生故障的温度是850摄氏度。3.依据油纸绝缘分裂解得比值与变化温度的关系,计算得出故障点的温蒂大约是971摄氏度。4.依据油分解产生气体速率和温度的关系,能够估算出故障源的面积并且同根据前后两次色谱的比值以及所隔时间进行确认单位之间力所产出的气含量,油箱中的体积为6000毫升。进行对照性解体测试,匝间击破在整体线饼的两个匝角部,计算得出的故障面积和具体的情况基本贴合。

结束语

通过本次测试可以得出,在500kV均压球和油箱壁油间隙模型里,依照GB/T7262—2401变压器油中溶解性气体研究分析和判断原则,当油中的水含量比较低的时候,正常油和较高颗粒物击破的色谱编码组合是203,所以,油中含水数量的变化能够在一定程度上决定色谱编码的组合。使用大卫三角形方法,伴随着油中水含量的不断加大,所产生的故障类型逐渐由低能量放电向着局部放电方向进展。

参考文献

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