電力變壓器絕緣故障的分析與診斷.pdf

1、在我國實(shí)施的“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”能源戰(zhàn)略中,電力變壓器是變電站的核心設(shè)備,也是互聯(lián)電網(wǎng)安全運(yùn)行的最重要和關(guān)鍵設(shè)備之一,它的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。絕緣油和絕緣紙是變壓器的主要絕緣材料,在外界應(yīng)力作用下,容易老化,導(dǎo)致事故的發(fā)生。油進(jìn)行濾油處理或更換即可解決,影響變壓器長期運(yùn)行可能出現(xiàn)的問題是絕緣紙。經(jīng)證實(shí),大多數(shù)變壓器故障是由絕緣事故造成的。因此,確保運(yùn)行變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),對電力變壓器故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究十分必

2、要。本文選擇電力變壓器的絕緣故障為研究對象,從高壓變壓器絕緣油硫腐蝕、油中糠醛含量測定、油中溶解氣體分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷中應(yīng)用三個(gè)方面展開分析與研究:
　　 (1)國外涉及到與硫腐蝕相關(guān)的大多數(shù)變壓器事故中,在油中檢測到了二芐基二硫(DBDS)這種有機(jī)物。國內(nèi)有關(guān)變壓器絕緣油的硫腐蝕故障報(bào)道較少,本文通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M二芐基二硫的存在對油性能的影響,具體分析了變壓器絕緣油硫腐蝕產(chǎn)生的原因和應(yīng)對措施。從分析結(jié)果來看,加入DBDS的油

3、樣,在一定程度上也降低了油的絕緣性能,其體積電阻率、介質(zhì)損耗均略有降低。經(jīng)電鏡掃描發(fā)現(xiàn),加入DBDS的試樣銅片表面沉積物與預(yù)期的硫化亞銅有著相似的原子結(jié)構(gòu)分布,有理由相信這些沉積物是硫化亞銅類似物。導(dǎo)電物質(zhì)硫化亞銅在受污染的紙帶層間隙發(fā)生電荷堆積時(shí),將引起整個(gè)介質(zhì)損耗(tanδ)的額外增加。增加的熱量導(dǎo)致絕緣紙電導(dǎo)率增長,絕緣強(qiáng)度變得越來越弱,以致不能支撐油浸紙帶邊緣的電壓,導(dǎo)致鄰近導(dǎo)線間電擊穿。模擬實(shí)驗(yàn)中試樣銅片處于靜態(tài)腐蝕,而實(shí)際運(yùn)

4、行變壓器和電抗器內(nèi)部油處于循環(huán)狀態(tài),發(fā)生硫腐蝕引起絕緣紙上硫化亞銅沉淀的機(jī)理更加復(fù)雜。另外,溫度的影響十分顯著,在銅繞組的高溫部位,銅鈍化劑很快被消耗掉了,就失去了原有保護(hù)作用。即便是向油中加入銅鈍化劑,也不能從根本上解決硫腐蝕這個(gè)問題。
　　 (2)變壓器油中糠醛濃度p(C5H4O2)是絕緣紙老化程度的重要指標(biāo),測定糠醛含量可快速判斷油浸式變壓器絕緣材料的老化情況。采用高效液相色譜測定油中糠醛含量,通過試驗(yàn)得出了液相色譜法的最

5、佳檢測條件:選用甲醇作油中糠醛的萃取劑,檢測波長271 nm,流動(dòng)相為體積比(1:1)的甲醇和水,檢測流量0.8mL/min。并對湖南省多臺(tái)不同運(yùn)行年限和不同電壓等級的變壓器,采用液相色譜法就油中糠醛含最展開了檢測。結(jié)果表明:油中糠醛含量隨變壓器運(yùn)行年限增長而增大;補(bǔ)油、漏油、換油等油處理過程會(huì)造成部分糠醛損失,這對于正確反映固體絕緣情況有一定影響。因此,對油紙絕緣設(shè)備定期進(jìn)行油中糠醛含量測定是必要的。
　　 (3)油中溶解氣體

6、分析方法(DGA)是診斷變壓器故障的一種有效方法,該技術(shù)在診斷變壓器內(nèi)部潛伏性絕緣故障類型,預(yù)測故障發(fā)展程度等方面得到廣泛應(yīng)用。分析了變壓器油中氣體的形成機(jī)理,用特征氣體法和改良三比值法來判斷電力變壓器絕緣故障,探究了故障類型與油中氣體含量的關(guān)系。湖南省超高壓輸變電公司所管轄一臺(tái)變壓器的監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,采用DGA技術(shù)進(jìn)行跟蹤分析,發(fā)現(xiàn)該主變壓器存在潛伏性故障,吊罩檢查結(jié)果證實(shí)了基于油中溶解氣體為特征量的變壓器故障診斷方法的準(zhǔn)確性。在油