变压器绕组固体绝缘老化评估及寿命
变压器绝缘老化的检测
变压器绝缘老化的检测变压器固体绝缘是由含纤维的物质组成,老化后生成CO和CO2以及糠醛,因此可借助测量CO和CO2以及糠醛的含量和绝缘纸聚合度来诊断变压器绝缘老化的缺陷,通过产气速率的测试,来判断绝缘老化的程度。
1、利用液相色谱法测量油中糠醛的含量判断绝缘的老化程度测量油中糠醛浓度(C4H3OCHO即呋喃甲醛),这是因为绝缘纸中的主要化学成分是纤维素。
而纤维素大分子是由D——葡萄糖基单体聚合而成。
当绝缘纸出现老化时,纤维素历经如下化学变化:D——葡萄糖的聚合物由于受热、水解和氧化而解聚,生成D——葡萄糖单糖,而这种单糖又很不稳定,容易水解,最后产生一系列氧环化合物。
糠醛是绝缘纸中纤维素大分子解聚后形成的一种主要的氧环化合物。
它溶解在变压器的绝缘油中。
当绝缘的纤维素受高温、水分、氧气等作用后将裂解,糠醛便成了绝缘纸因降解形成的一种主要特征液体。
1)判断依据。
利用高效液相色谱分析技术测定中油中糠醛含量,可发现下列故障情况:⑴已知内部存在故障时判断是否涉及固体绝缘;⑵是否存在引起绕组绝缘局部老化的低温过热;⑶判断运行年久变压器的绝缘老化程度。
2)检测糠醛含量的特点。
油中糠醛分析时,可以结合油中CO和CO2含量分析以综合诊断其内部是否存在固体绝缘局部过热故障。
《规程》建议在以下情况检测油中糠醛含量:⑴油中气体总烃超标或CO、CO2过高;⑵500kV变压器和电抗器及150MV A以上升压变压器投运2~3后;⑶需了解绝缘老化情况。
3)判断绝缘纸的老化程度的优点:用高效液相色谱分析仪测出其含量,根据浓度的大小判断绝缘纸的老化程度,并根据糠醛产生速率可进一步推断其老化速率以及剩余寿命。
糠醛分析的优点是:⑴取样方便,用油量少,一般只需油样十至十几mL。
⑵变压器不需停电。
⑶取样不需特别的容器,保存方便。
⑷糠醛为高沸点液态产物,不易挥发损失。
4)检测糠醛含量的要求。
根据DL / T596——1996电力设备预防性试验规程对油中糠醛含量的要求,在必要时应予以检测。
变压器绝缘材料老化的监测与评估方法
变压器绝缘材料老化的监测与评估方法变压器是电力系统中不可或缺的设备,而绝缘材料作为变压器重要的组成部分,在运行中容易受到老化的影响。
变压器绝缘材料老化的监测与评估方法的研究对于确保变压器的稳定运行和延长其寿命至关重要。
本文将详细介绍变压器绝缘材料老化的监测与评估方法。
一、非破坏性监测方法非破坏性监测方法是指对变压器绝缘材料进行监测和评估,而无需对其进行破坏性的取样或检测的方法。
这些方法具有操作简便、无损失、高效快速等特点。
1. 绝缘电阻测量法绝缘电阻测量法是一种常见的非破坏性绝缘老化监测方法,它通过测量绝缘材料的电阻值来判断其老化程度。
该方法主要适用于固体绝缘材料,如纸、油漆、胶木等。
通过比较绝缘电阻值的变化,可判断绝缘材料是否存在老化现象。
2. 热发射电子显微镜(TEM)分析热发射电子显微镜(TEM)分析是通过观察绝缘材料中微小颗粒的形态和分布来评估其老化程度。
该方法对于富含纸质绝缘材料的变压器尤为适用。
通过TEM分析,可以检测到绝缘材料中氧化物、纤维、沉淀物等微观颗粒,进而评估绝缘材料的老化程度。
二、破坏性监测方法相较于非破坏性监测方法,破坏性监测方法需要对绝缘材料进行取样或检测,但能够更准确地评估绝缘材料的老化情况。
1. 绝缘材料物理性能测试绝缘材料的物理性能测试是常用的破坏性监测方法之一。
通过对取样绝缘材料的物理性能进行测试,如材料的拉伸强度、热稳定性等,可以评估绝缘材料的老化程度以及其在变压器中的使用寿命。
2. 气体分析法气体分析法是一种通过检测变压器油中产生的气体,来评估绝缘材料老化程度的方法。
当绝缘材料发生老化、破损或击穿时,会导致油中产生相应的气体。
通过对油中气体成分和含量的分析,可以判断绝缘材料的老化情况,提前进行维修或更换。
三、红外热成像检测红外热成像检测是一种通过红外热像仪对变压器进行绝缘材料老化情况的监测。
通过检测变压器外壳的表面温度分布,可以发现绝缘材料存在的问题,如老化、破损等。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型随着电力系统的发展,变压器在电能传输和分配中发挥着重要作用。
而变压器的绝缘材料是其核心组成部分,其可靠性和使用寿命直接影响整个系统的稳定性和安全性。
因此,研究变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型是非常重要的。
一、绝缘材料老化机理绝缘材料老化是指材料在长时间运行中,受到电磁场、电压、电流、温度等多种因素的作用下,发生物理化学变化,导致材料性能下降或失效的过程。
常见的绝缘材料老化机理包括热老化、电气应力老化、电晕老化和介质分解老化等。
1. 热老化当变压器长时间运行,绝缘材料会受到高温的影响,引起热老化。
热老化会导致绝缘材料的机械性能、电气性能和耐热性能下降。
特别是聚合物绝缘材料,在高温下容易发生变形、开裂和变色等现象,进而降低了绝缘材料的绝缘性能。
2. 电气应力老化在变压器运行过程中,由于电压和电流的作用,绝缘材料会承受电气应力。
长时间的电气应力作用会使绝缘材料分子链发生断裂和极化损失,导致绝缘材料的介电强度下降和漏电现象的出现。
3. 电晕老化电晕是指电压高于材料的击穿电压时,在绝缘材料表面或内部产生电弧放电现象。
电晕放电会导致绝缘材料表面和内部炭化、氧化,形成局部绝缘性能的劣化和绝缘击穿的风险。
4. 介质分解老化当变压器的绝缘材料受到异常电压冲击时,可能会发生介质分解现象。
介质分解会导致绝缘材料内部产生气体放电和放电通道,破坏了绝缘状况,从而加速绝缘材料的老化过程。
二、变压器绝缘材料寿命评估的模型为了预测变压器绝缘材料的使用寿命,研究人员和工程师提出了多种评估模型。
其中比较常用的有Arrhenius模型、Aging模型和Weibull模型。
1. Arrhenius模型Arrhenius模型基于热老化机理,通过热老化试验数据建立了绝缘材料老化速率与温度之间的关系。
该模型假设绝缘材料的老化速率与温度成指数关系,可以通过测定绝缘材料在不同温度下的老化速率,来评估绝缘材料在实际工作条件下的使用寿命。
电力变压器固体绝缘老化
电力变压器固体绝缘老化摘要:变压器的绝缘系统随着变压器的工作条件而发生老化。
在设备运行过程中,热、电和化学应力作用于绝缘系统,导致绝缘系统的性能发生不可逆转的变化。
这种老化应力可能会导致绝缘材料的内在或外在降解。
在大多数绝缘系统中,由于存在缺陷和污染物,外在老化占主导地位。
本文针对电力变压器固体绝缘老化进行了分析。
关键词:电力变压器;固体绝缘;老化;纤维素引言固体绝缘和矿物油组成变压器中的绝缘系统。
变压器中基于纤维素的固体绝缘和矿物油会随着时间的推移而降解。
绝缘老化的程度取决于变压器内的热、电、化学和机械应力。
变压器油和纤维素固体绝缘的温度在影响材料的机械、化学和电性能方面发挥着重要作用。
绝缘的温度取决于变压器的负荷与运行方式。
除了正常老化外,雷击和短路故障给变压器带来的机械应力也影响着变压器的绝缘强度。
新变压器的绕组被很好地夹紧,因此有足够的机械强度。
但是,随着绝缘的老化,绝缘纸绝缘收缩,导致夹紧压力降低,绕组的机械稳定性降低。
一、变压器固体绝缘老化因素变压器绝缘的老化可能是由于一个或多个因素的组合,其中包括电气、热、化学、机械和环境老化机制。
这些老化因素可能是独立作用引起的,也可能是各类应力之间的相互作用引起的。
实际绝缘系统的老化可能很复杂,失效通常是由各类老化机制共同造成的,尽管可能只有一个主要的老化因素。
本文主要从以下因素分析变压器的固体绝缘。
热老化造成变压器绝缘老化的最主要机制是热老化,涉及到绝缘的化学和物理变化。
这种老化是由化学降解反应、聚合、解聚以及扩散等引起的 [1]。
热膨胀和热收缩引起的热力效应也是导致绝缘老化的主要因素。
化学变化和热机械应力都深受变压器运行温度的影响。
电气老化在交流电应力或脉冲下的电气老化,也会导致变压器多年运行过程中的绝缘老化。
这些因素涉及在放电源附近的液体或气体介质中的局部放电影响,或在高电压应力下固体和液体绝缘中树枝放电的影响。
此外,高介电损耗和空间电荷效应也会导致绝缘老化。
变压器固体绝缘老化状态诊断方法分析
变压器固体绝缘老化状态诊断方法分析摘要:变压器在运行当中,随着时间的推移会发生固体绝缘老化的现象。
对固体绝缘老化进行有效的诊断,不但能够及时发现固体绝缘故障,同时还能够采取有针对的解决措施予以应对,避免变压器在运行当中因绝缘老化引发运行故障。
因此,我们应当结合变压器的运行实际,对变压器固体绝缘老化的机理进行认真分析,并以此为基础探讨变压器固体绝缘老化状态的诊断方法,提高诊断的针对性和有效性,满足诊断需要,提高变压器运行的安全性和平衡性。
关键词:变压器;固体绝缘;老化状态诊断;方法分析引言从变压器的运行来看,固体绝缘老化是一种重要的质量缺陷,在变压器运行过程当中,如何有效的检测和诊断固体绝缘老化,避免故障的发生,对变压器的安全稳定运行而言具有重要意义。
结合当前变压器的运行实际,在固体绝缘老化的检测过程当中,首先应当明确固体绝老化的机理以及固体绝老化的特点,以此为基础采用有针对性的诊断方法,对变压器的固体绝缘老化进行有效的诊断,提高诊断效果,确保变压器固体绝缘老化问题得到提前发现和治理。
一、变压器固体绝缘老化的机理(一)变压器油的老化机理目前在变压器运行过程当中,变压器油容易出现老化的现象,变压器油的成分主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等组成的混合物,在正常的温度下变压器油呈现稳定状态,能够在变压器的运行当中提供必要的导电支持。
但是随着变压器的不断运行和运行时间的延长,变压器中的油脂会逐渐发生变化。
主要原因是变压器油中的杂质开始增多,或者变压器油中混入空气,导致整个变压器油的成分发生变化。
一旦变压器油发生变化,整个变压器的运行状态会受到影响,特别是变压器油会加速老化,整个变压器油的使用寿命会大大缩短。
在变压器运行中,变压器油本身含有一定的杂质,但是其杂质在可控的范围之内,一旦外界杂质进入变压器油中,或者空气进入到变压器的油中,那么整个变压器油的性质就会发生变化。
因此,变压器油的老化机理主要是因为杂质的影响以及空气的影响。
油浸式电力变压器老化及寿命评估研究综述
油浸式电力变压器老化及寿命评估研究综述摘要油浸式变压器使用寿命主要取决于变压器油和固体绝缘材料的老化程度。
要评估和预测变压器的寿命周期,保证变压器安全、可靠运行,就要对变压器的老化与寿命状态进行实时监测与评估。
本文以油-纸绝缘系统的介电响应模型为例,对油浸式变压器的老化以及寿命评估进行分析。
关键词油浸式变压器;老化;寿命评估电力变压器是电网系统的关键设备,其运行可靠性直接关系到电网的安全稳定。
油浸式变压器的绝缘系统主要由绝缘油和固体绝缘组成,在长期运行中,固体绝缘受到化学、电气、机械、热能等作用,會产生CO、CO2、糠醛、水分等物质。
油纸绝缘中的水分含量是变压器能否可靠运行的一个重要指标,可以用其表征变压器内部绝缘系统的老化状态。
1 变压器老化寿命评估的意义电力工业的迅猛发展对电力系统的安全运行及供电可靠性提出了更高的要求。
变压器是电网中能量转换、传输的核心,在电力系统中处于极其重要的地位。
正因为电力变压器自身的昂贵造价及其在电力系统中的重要地位,其发生事故所带来的直接或间接损失将是非常巨大的。
因此,保证变压器的安全运行,对电力系统具有非常重大的意义。
目前,使用最广泛的电力变压器是油浸式变压器。
油浸式电力变压器绝缘系统的安全可靠性,是变压器正常工作运行的基本条件,绝缘材料的寿命对变压器的使用寿命起决定作用。
2 油纸绝缘系统的介电响应模型油纸绝缘系统是由不同介质组成,即微弱极性的绝缘油混合着更低极性的绝缘纸板。
由于介质具有各自的介电特性,油纸绝缘系统既存在电介质的单独特性,又包含不同介质组合体的介电特性,使电荷积累在油纸介质的交界面处,这种极性被称作Maxwell-Wagner或界面极化。
矿物质油的介电响应特性比较简单,相对介电常数和电导率在已知温度下基本为常数,因此介电响应可以忽略;纸板介电响应特性与其水分含量和产品老化状态有很大联系,建立合适的等效模型,可以计算油纸绝缘系统的介电响应特性。
近年来,基于介电响应特性,学者们提出了一些变压器油纸绝缘系统的等效电路模型。
变压器绝缘老化监测与评估方法与案例
变压器绝缘老化监测与评估方法与案例随着电力设备的不断发展,变压器作为电力系统中不可或缺的设备,承担着电能的传输和配送任务。
然而,由于长期使用和环境因素等原因,变压器绝缘老化问题日益突出,给电力系统的正常运行带来了极大的安全隐患。
因此,如何准确监测和评估变压器绝缘老化情况,成为了电力行业亟待解决的问题。
一、绝缘老化监测方法1. 电工参数法电工参数法是一种常用的变压器绝缘老化监测方法,其原理是根据变压器运行时采集到的电工参数来评估绝缘老化程度。
常见的电工参数包括绝缘电阻、介质损耗因数和介质容量等。
通过定期测试这些电工参数的数值,并与变压器设计时的数值进行比较,可以初步判断绝缘老化情况。
2. 频率特性法频率特性法是一种通过变压器的频率响应来判断绝缘老化程度的方法。
当绝缘老化导致变压器的频率特性发生变化时,可以通过频率响应测试来检测到。
常见的频率响应测试包括低频电压响应测试和频率响应分析测试。
频率响应测试能够提供更为详细的绝缘老化信息,并且能够检测到绝缘老化的早期迹象。
3. 化学分析法化学分析法是一种通过变压器油中的特定成分来评估绝缘老化程度的方法。
变压器油中含有的气体、溶解气体和溶解电解质等物质会随着绝缘老化程度的加剧而发生变化,通过对这些物质的分析可以判断绝缘老化的情况。
常见的化学分析方法包括气体色谱法、红外光谱法和溶解气体分析法等。
二、绝缘老化评估方法1. 指标评估法指标评估法是一种通过对绝缘老化监测指标进行定量评估的方法。
根据绝缘老化监测结果中的电工参数、频率特性和化学分析等指标,结合已有的评估标准和经验数据,进行综合评估。
通过对评估结果的分析,可以判断绝缘老化的等级和剩余使用寿命,为变压器维护和运行提供依据。
2. 图像处理法图像处理法是一种通过对变压器绝缘老化图像进行处理和分析的方法。
通过采集变压器外部和内部的图像,利用图像处理技术对图像中的绝缘老化信息进行提取和分析。
图像处理法能够直观地反映绝缘老化的情况,并且能够检测到一些细微的老化迹象。
电力变压器油纸绝缘老化状态评估方法研
电力变压器油纸绝缘老化状态评估方法研摘要:通过分析电力变压器油纸绝缘老化状态,一方面可以通过研究绝缘老化过程发现绝缘老化理化机理,从源头改善变压器的绝缘性能,包括绝缘材料的改良以及制造工艺的改进,从而在根本上抑制或减缓老化速度。
另一方面可以根据变压器油纸绝缘老化状态预测变压器寿命,有助于对运行中变压器采取合理的处理措施:对寿命处于晚期的变压器及时进行退网操作,可有效降低电网事故发生率;对发生事故但绝缘情况良好的变压器有针对性的进行故障处理,可避免盲目更换变压器带来的经济损失及人力消耗。
关键词:电力变压器;油纸绝缘老化;状态评估1变压器绝缘老化产生机理及危害油浸式变压器主要的绝缘材料包括液体绝缘油和固体绝缘纸、板,绝缘材料发生理化反应后其对应的绝缘强度会有不同程度的改变。
绝缘油具有良好的导热性能和绝缘性能,绝缘油受到污染或因油中气体氧化溶解导致的变压器油的绝缘性能下降具有一定的可逆性,可以通过更换绝缘油来实现,但早期油中气体对固体绝缘材料的影响也很大。
变压器固体绝缘的老化会受到电场、温度、氧气、水份等众多因素的影响,且各因素之间会产生协同效应,共同促进老化的发生,这种固体绝缘材料上的劣化导致的绝缘性能下降具有不可逆性。
由于固体绝缘材料绝缘性能的衰退所带来的影响要远远大于绝缘油的影响,且由于固体绝缘材料本身的特性,很难通过脱气过滤等方法来恢复固体绝缘材料的绝缘性能,因此,对固体绝缘的老化分析,是对变压器进行老化状态评估的主要参考因素。
目前,油浸变压器常用的固体绝缘材料是绝缘纸、绝缘板以及连接部件的绝缘卷等,变压器中常用的牛皮纸主要成分是由碳、氢、氧原子组合构成的高分子聚合物纤维素,其聚合度越高,机械强度越好。
纤维素中存在亲水键,很容易使纤维稳定性受到破坏,另外纤维的耐张力、冲压力、撕裂度以及坚韧性都会受到外界因素的影响,变压器运行时会受承受多种应力,如电应力、机械应力、热应力和化学应力等,最终导致绝缘老化进程加剧。
变压器绝缘材料的老化与寿命评估
变压器绝缘材料的老化与寿命评估随着电力工业的不断发展,变压器的使用范围越来越广泛,成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
作为变压器重要的组成部分,绝缘材料的质量对变压器的性能和寿命起着至关重要的作用。
因此,变压器绝缘材料的老化与寿命评估成为研究的热点之一。
一、变压器绝缘材料的老化变压器绝缘材料在长期使用中难免产生老化现象。
老化通常指绝缘材料的物理、化学、电学性能变差或丧失,导致绝缘性能下降或失效。
变压器绝缘材料的老化主要包括化学老化、热老化、光老化、电气老化和机械老化等几个方面。
化学老化主要是指绝缘材料在长期使用中受到外界环境中的化学物质的影响,使材料的物理和化学性质发生不可逆转的变化,进而导致绝缘材料的老化和劣化。
绝缘材料在变压器中所处的位置、使用环境、使用的介质、温度、湿度等因素都会影响到绝缘材料的老化状态。
热老化主要是指绝缘材料在长期高温或超温、高电场环境下的老化过程。
这样会导致绝缘材料的物理性质、电学性能、化学性质等发生不可恢复的变化。
光老化通常是指绝缘材料在光照和紫外线辐射等外部因素的作用下,产生的老化现象。
这会使绝缘材料在短时间内劣化,进而加速绝缘材料的衰老过程。
电气老化通常是由于长期在高电场下使用所导致的。
随着时间的推移,电极表面的电荷积累会导致电极表面的老化和变形。
机械老化主要是由于绝缘材料在长期振动、弯曲、压力等力的影响下,使其物理、化学和电学性质发生不可逆转的变化。
二、变压器绝缘材料的寿命评估变压器绝缘材料的寿命评估是指通过各种方法对变压器绝缘材料进行评估和分析,确定其使用寿命。
在变压器设计和维护过程中,有必要对变压器绝缘材料进行寿命评估和监测,以保证变压器的可靠运行和工作寿命。
在变压器绝缘材料的寿命评估中,主要包括以下几个方面:1. 物理和化学性能的测试与分析物理和化学性能的测试与分析是评估变压器绝缘材料寿命的重要方法。
通过对绝缘材料的热老化性能、外观、强度、弹性模量、压缩性等物理和化学性能进行测试分析,以提供变压器绝缘材料的寿命预测信息。
浅析变压器绝缘老化检测试验及寿命评估对策
浅析变压器绝缘老化检测试验及寿命评估对策作者:岑安然来源:《电子技术与软件工程》2013年第18期摘要:电力工程系统一直以来都是工业生产和人们日常生活中不可缺少的重要基础设施。
随着社会发展进程的不断加快,基础设施建设以及各种工程建设以及环境污染等问题严重影响着人们的正常生活,同时对一些基础设施的影响也十分严重。
本文就电力工程系统中变压器绝缘老化检测试验以及寿命评估进行详细的讨论和研究,并提出相应的解决对策,希望可以为电力工程中变压器的正常工作以及日常检测提供一些借鉴和参考。
【关键词】变压器绝缘老化检测寿命评估对策1 变压器绝缘老化的影响和检测试验的重要性鉴于当前我国正在全面开展大规模的经济建设活动,各行各业都呈现出一派热火朝天的景象,而电力工程系统一直以来是经济建设过程中的最基础设施,在稳固行业竞争优势,追求发展的快速性和高效性的同时,一些电网中比较大型的变压器出现超年限或者超期运行的现状,一方面出于上述的经济发展对于电网要求的独特性的考虑,另一方面电网工程成本等方面的因素也导致了这种问题的频发。
因此,变压器就会不同程度面临着绝缘老化,抗机械强度的性能不断下降,致使变压器自身对于短路故障时,抵御大电流冲击的能力严重下降,降低了变压器运行的安全性和可靠性。
据调查有关资料显示,在变压器故障和电网事故中由变压器绝缘老化问题引起的概率可达90%以上。
在这种严峻的条件下,如何及时通过试验检测到变压器绝缘老化问题,并通过采取相应的有效策略,正确评估变压器的使用寿命有着十分重要的意义。
2 影响变压器绝缘老化的主要因素变压器绝缘老化问题会使变压器逐渐失去其原有的绝缘性能以及应有的机械性能,变压器运行过程中产生的电磁振动和电子也使其更加容易损坏;绝缘性的降低使变压器运行过程中容易发生局部放电,使变压器的抗冲击击穿强度降低,造成变压器的易损;综合分析可知影响变压器绝缘老化的主要因素有以下几种类型。
2.1 磁场对于变压器绝缘老化的影响变压器的磁场根据其产生的原理不同可以分为主磁通磁场和漏磁通磁场两种类型,主磁通磁场只要起电能传递作用,而漏磁通磁场相对作用和影响比较复杂,总体上来讲,变压器磁场的存在都会引起一系列下问题的产生。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究在变压器的运行过程中,绝缘材料的老化是一个不可忽视的问题。
随着变压器使用时间的延长,绝缘材料的老化会导致其性能下降,进而可能引发安全事故。
因此,对于变压器绝缘材料老化的研究和寿命评估成为了变压器运维管理的重要内容之一。
本文将针对变压器绝缘材料老化与寿命评估展开模型研究。
一、变压器绝缘材料老化机理变压器绝缘材料老化的机理是多方面的,主要包括热老化、氧化老化、电场老化和湿热老化等。
热老化是由于绝缘材料长期受到高温环境的作用,使得材料分子内部的结构发生变化;氧化老化是指绝缘材料长时间受到氧气的氧化作用,导致材料表面发生一系列变化;电场老化是由于电场在绝缘材料中产生能量的积累,使得材料的结构和性能发生改变;湿热老化是指绝缘材料在潮湿环境中长时间受到水分和温度的共同作用,导致材料的老化速度加快。
二、变压器绝缘材料老化评估方法为了准确评估绝缘材料的老化情况和剩余寿命,研究人员提出了多种评估方法。
其中比较常用的方法有物理化学方法、电气性能测试方法和红外热像仪检测方法等。
物理化学方法主要通过对绝缘材料进行物理分析和化学分析,如扫描电镜观察、红外光谱分析等,来判断绝缘材料的老化程度;电气性能测试方法主要通过测试绝缘材料的电气性能指标,如介质损耗角正切、击穿电压等,来评估绝缘材料的老化情况;红外热像仪检测方法主要是通过红外热像仪对变压器绝缘材料进行热成像,通过观察热像图来判断绝缘材料的老化情况。
三、变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究为了更精准地预测变压器绝缘材料的老化寿命,研究人员提出了多种模型。
其中一种常用的模型是基于绝缘材料老化过程的物理化学模型。
该模型结合了绝缘材料老化的主要机理,通过建立材料老化的物理化学方程组,分析老化过程中的各种影响因素,如温度、湿度、电压等,并结合实际的变压器运行工况,预测绝缘材料的老化寿命。
另外,还有一种模型是基于绝缘材料的电气性能参数的寿命评估模型。
变压器绝缘材料的老化与寿命
变压器绝缘材料的老化与寿命变压器是电力系统中常见的设备,它起着电能变换与传输的重要作用。
而变压器的绝缘材料则是确保其正常运行和安全性的关键因素之一。
然而,随着时间的推移,绝缘材料会逐渐老化并丧失其原有的性能,从而可能导致变压器的故障和寿命缩短。
因此,研究变压器绝缘材料的老化机制和寿命预测方法,对于提高变压器的可靠性和使用寿命具有重要意义。
1. 绝缘材料老化机制绝缘材料老化是指由于各种内外界因素的作用,绝缘材料的性能逐渐下降并导致其失效的过程。
其主要老化机制包括热老化、应力老化和电气老化。
1.1 热老化热老化是指绝缘材料在长期高温条件下,由于热氧化、热分解和热增塑等反应而导致性能下降。
在变压器的运行过程中,由于电流的通过和变压器的损耗,会使得绝缘材料受到热的影响,从而引起热老化现象。
1.2 应力老化应力老化是指绝缘材料在长期机械应力的作用下,产生损伤并失去原有的绝缘性能。
例如,在变压器运行过程中,由于内部磁场和电场的作用,绝缘材料会承受机械应力,导致其发生应力老化。
1.3 电气老化电气老化是指绝缘材料在电场的作用下,发生电击穿和电腐蚀等现象,从而使绝缘性能下降。
变压器中存在着复杂的电场分布,绝缘材料会承受高电压的作用,因此电气老化是影响绝缘材料寿命的重要因素之一。
2. 绝缘材料老化诊断与评估针对变压器绝缘材料的老化问题,科学准确地诊断和评估绝缘材料的老化程度和寿命剩余量,对于实施合理的维护与修复措施具有重要意义。
2.1 绝缘材料老化诊断方法绝缘材料老化的诊断方法多种多样,常见的方法包括绝缘电阻测试、介质损耗测试、热老化试验和红外热像检测等。
通过对绝缘材料的特性参数进行检测和分析,可以确定绝缘材料的老化程度,从而指导维护和修复工作。
2.2 绝缘材料寿命评估方法绝缘材料寿命评估是通过建立绝缘材料老化模型,结合实际运行条件和环境因素,对绝缘材料的寿命进行可靠性评估和预测。
常用的方法有加速老化试验法、统计学模型法和实测数据分析法等。
浅析变压器绝缘老化检测试验及寿命评估对策
器磁场 的存在都会引起一系列下 问题的产生。
2 . 2损耗效应 的产生和影响
变压 器结 构 中的各 绕组 的导 体都 是处于 补救措施
漏磁场 中的,并且 会在导 体中产 生涡流现象 ,
。
【 关键词 】变压器 绝缘老化检测 寿命评估对策 造成涡流耗损 的产生 。涡流大小 主要受 导体的
P o we r E l e c t r o n i c s● 电力电子
浅析 变压器 绝缘 老化 检测试 验及 寿命评估对策要 因素有 以下几种 措施提供 指导。具体 的检测试验和诊断技术主
电力工程 系统一 直 以来都 是 工业 生 产和人 们 日常 生活 中不可 缺 少的 重要 基础 设施 随 着社 会 发 展 进 程 的 不 断 加 快 , 基 础 设 施 建设 以及 各种 工 程建 设 以及环 境
变 压器 绝缘 老化 问题 引起的概 率可 达 9 0 % 以
上。在 这种严峻的条件下 ,如何及 时通 过试验 检测到变压器绝缘老化 问题 ,并通过 采取相应 的有效策略 ,正确评估变压器 的使用寿命有着
十分 重要的意义。
加 ,根据变压 器的制造工艺 的不 同、运行 过程 中周边环境 温度的影响以及 负载率 不同等众多
醛含 量 会 随着 变 压 器 运 行 时 间 的增 加 而 不 断增
变压器就会不 同程度面临着绝缘老化 ,抗 机械
强度的性能不断下降 ,致使变压器 自身对于短
路 故 障 时 ,抵 御 大 电流 冲 击 的 能力 严 重 下 降 ,
降低了变压器运行 的安全性 和可靠性 。据调查
有关资料显示 ,在变压器故 障和 电网事故 中由
济建设活动 ,各行各业都呈 现出一派热火朝天
变压器绕组绝缘的老化检测和处理
变压器绕组绝缘的老化检测和处理变压器作为电力系统中重要的设备之一,其绕组绝缘是否正常工作直接影响到整个电力系统的安全运行。
然而,由于长时间的运行和外界环境的影响,变压器绕组绝缘会出现老化现象。
本文将重点探讨变压器绕组绝缘老化的检测方法和处理措施。
一、绕组绝缘老化的检测方法1. 外观检查外观检查是最常见也是最简单的绕组绝缘老化检测方法。
通过观察绕组外表是否有裂纹、变形和氧化等现象,可以初步判断绕组绝缘是否存在老化问题。
2. 绝缘电阻测试绝缘电阻测试是一种常用的绕组绝缘老化检测方法。
通过施加一定的直流电压,测量绝缘电阻的大小,可以评估绕组绝缘的状态。
当绝缘电阻明显降低时,说明绕组绝缘存在老化问题。
3. 介质损耗测试介质损耗测试是一种绕组绝缘老化程度的定量评估方法。
通过测量绕组绝缘材料中介质损耗的大小,可以了解绕组绝缘的老化程度。
一般情况下,介质损耗越大,绕组绝缘老化程度越高。
4. 热升阻测试热升阻测试是一种绕组绝缘老化测试方法,可以评估绕组绝缘的热稳定性。
通过施加恒定电压,对绕组进行长时间加热,在一定时间内测量电流和温度的变化,可以得出热升阻值。
热升阻值的增大表明绕组绝缘老化严重。
二、绕组绝缘老化的处理措施1. 绝缘油过滤处理绝缘油是绕组绝缘的重要组成部分,绝缘油中的杂质和水分会导致绕组绝缘老化。
定期对绝缘油进行过滤处理,去除其中的杂质和水分,可以有效延长绕组绝缘的使用寿命。
2. 绝缘表面清洁绕组绝缘表面的灰尘和污垢会引起绝缘老化。
定期对绕组绝缘进行表面清洁,去除其中的灰尘和污垢,可以减缓绝缘老化的进程。
3. 绕组绝缘绝缘涂层的修复如果绕组绝缘出现局部老化或损坏,可以采用绝缘涂层的修复方法。
使用合适的绝缘材料进行涂层修复,可以恢复绕组绝缘的绝缘性能。
4. 绕组绝缘的更换当绕组绝缘老化严重,无法通过修复恢复正常工作时,需要考虑更换绕组绝缘。
更换时,需要选择符合规范要求的绝缘材料,并保证更换过程中的施工质量。
变压器绝缘材料老化与寿命评估技术
变压器绝缘材料老化与寿命评估技术随着电力系统的不断发展和电能需求的增加,变压器作为电力传输和分配中不可或缺的组件,承担着重要的任务。
然而,随着使用时间的增加,变压器绝缘材料的老化将不可避免地影响其性能和寿命。
因此,准确评估变压器绝缘材料的老化程度和寿命非常重要。
本文将探讨变压器绝缘材料老化与寿命评估技术的研究进展。
一、老化机理变压器绝缘材料的老化是由多种因素引起的,包括电热老化、氧化老化、机械应力老化、湿热老化等。
电热老化是指绝缘材料在电场和热场的作用下出现的老化现象。
氧化老化是由于绝缘材料长期暴露在空气中,被氧气氧化而引起的老化。
机械应力老化是由于变压器运行时的机械应力对绝缘材料的影响而导致的老化。
湿热老化则是指绝缘材料长期受到高温和湿度的影响而引起的老化现象。
二、老化评估指标为了准确评估变压器绝缘材料的老化程度和寿命,需要确定一些评估指标。
常用的指标包括介电强度、介质损耗因子、热重分析、红外热像法等。
介电强度是指绝缘材料在电场作用下能够承受的最大电压。
介质损耗因子是指绝缘材料在交流电场中产生速度和能量损耗的能力。
热重分析是通过对绝缘材料在不同温度下的质量损失来评估其老化程度。
红外热像法则是利用红外相机对变压器绝缘材料进行红外图像分析,以确定是否存在异常情况。
三、老化与寿命评估技术进展目前,随着科学技术的不断进步,变压器绝缘材料的老化与寿命评估技术也得到了许多新的突破。
其中,纳米材料的应用是一个值得关注的领域。
纳米材料具有较高的比表面积和活性,可以增强绝缘材料的性能,延长其使用寿命。
此外,光纤传感技术也被广泛应用于变压器绝缘材料的老化与寿命评估中。
光纤传感器可以实时监测绝缘材料的温度、湿度、机械应力等参数,为老化和寿命评估提供可靠数据。
四、寿命预测模型为了更准确地评估变压器绝缘材料的寿命,建立寿命预测模型非常重要。
常用的模型包括加速老化试验与寿命统计模型。
加速老化试验通过对绝缘材料进行加速老化实验,测定其在一定条件下的老化速率,从而预测其使用寿命。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨随着电力系统的不断发展,变压器的重要性也日益凸显。
而变压器的重要组成部分就是绝缘材料。
然而,绝缘材料随着使用时间的增加,难免会出现老化问题,这就会导致变压器性能的降低,甚至危害系统的安全稳定运行。
因此,如何对绝缘材料的老化进行评估,对于变压器的安全运行具有重大意义。
1. 绝缘材料老化的原因绝缘材料的老化有许多原因,例如:电场、热、化学、辐射、机械应力等。
其中电场是主要原因之一。
电场强度的增加将导致绝缘材料极化强度不断加剧,从而会使绝缘材料出现损耗,最终导致绝缘材料老化。
2. 绝缘材料老化评估方法绝缘材料老化评估的目标是预测其寿命,以便安排维护和更换计划。
通常,绝缘材料的老化可以通过测量它们的电学、物理和化学性质的变化来评估。
下面列举几种典型的评估方法:(1)绝缘电阻率测量:绝缘电阻率的变化可以表示绝缘材料的老化程度。
(2)介电常数(介电损耗角正切)测量:绝缘材料老化导致介电常数和介电损耗角正切值的变化。
这种变化可以通过介电常数(介电损耗)测量来获得。
(3)热分析法:通过热分析技术对变压器油中的含气和水分等物理化学指标进行分析,可以掌控变压器油的状态和寿命情况。
(4)红外光谱法:红外光谱是用于分析和检测分子振动和旋转的方法。
通过检测绝缘材料中某些特定的分子振动谱线的变化,可以判断绝缘材料的状态。
3. 绝缘材料老化寿命预测模型随着变压器技术的不断发展,绝缘材料老化寿命预测模型越来越受到人们的关注。
下面介绍几种常用的预测模型:(1)Arrhenius定律模型:Arrhenius定律是表示化学反应速率和温度之间关系的基本方程。
在绝缘材料老化寿命的预测中,该模型适用于评估高温下绝缘材料老化趋势。
(2)James模型:该模型是利用电化学影响来预测绝缘材料寿命的。
模型中主要关注的是电场强度、老化时间、材料类型、厚度等参数。
(3)Corona损耗模型:Corona损耗是空气在高电场下放电的现象。
浅谈变压器固体绝缘及其老化分析
浅谈变压器固体绝缘及其老化分析发表时间:2014-11-20T08:52:43.403Z 来源:《价值工程》2014年第4月上旬供稿作者:刘永娟[导读] 当超过此温度时还会发生其他反应。
变压器在运行中产生的局部过热都会引发纤维的热解反应。
Analysis of Solid Insulation and Its Aging of Transformer刘永娟LIU Yong-juan(石嘴山供电公司,石嘴山753000)(Shizuishan Power Supply Company,Shizuishan 753000,China)摘要院通过对固体绝缘老化诊断方法的对比,得出检测电力变压器油中糠醛浓度是评价固体绝缘老化状态的有效方法之一,并且通过对油中糠醛含量以及溶解气体含量的测定对变压器固体绝缘老化故障进行综合的诊断。
Abstract: Contrasting the insulation aging diagnosis methods for the detection of solid, it's concluded that the furfural content intransformer oil is one of the effective methods for evaluating solid insulation aging state. And through the determination of furfural contentand dissolved gas content in oil, the paper does a comprehensive diagnosis for the fault of solid insulation aging of transformer.关键词院变压器;绝缘;老化;糠醛;聚合度;色谱分析Key words: transformer;insulation;aging;furfural;degree of polymerization;chromatographic analysis 中图分类号院TM215.6 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)10-0026-020引言变压器是电力系统最重要的电力设备之一,随着变压器运行年限的增加,变压器绝缘纸将不断老化,绝缘性能也随之下降,所以当变压器内部故障涉及固体绝缘时,可能发展成为主绝缘和纵绝缘的击穿事故。
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组分保护方式
CO(ppm)
CO(2 ppm) 运行 15 年以下 运行 15 年以上
开放式
400
4500
200N+200
隔膜式
1100
700
300N+30
充氮式
800
1000
400N+4500
但是,变压器油中 CO、CO2的产生原因众多,除绝缘纸老化外,绝缘 油老化,有机漆料、水分、氧气等也不同程度地影响变压器油中 CO、CO2 含量。因此,直接采用 CO、CO2含量判断变压器固体绝缘老化不确定性 较高。
1.2 糠醛含量分析 20 世纪 80 年代初,Buron 等人在分析两台主变事故原因时,发现油 中溶解了以糠醛为主的呋喃类化合物[1],其分子式为 C5H4O2。由于变压 器油中糠醛的产生仅仅来自于纤维素材料的老化分解,而且根据实验 分析结果表明,油中糠醛含量与变压器绝缘纸聚合度的大小呈线性反 比关系[2],故而常用油中糠醛含量的高低和变化趋势来评估反映变压器 固体绝缘老化的状况。
近年来,随着电力市场的不断发展,高性能液相色谱分析技术,也 在检测变压器绝缘体寿命领域发挥了其重要功能。这种技术,主要是 通过变压器在不停运转的过程中,提取油量,通过检测油中糠醛的含量 算出聚合度值,从而判断绝缘老化的程度[3]。
事 实 证 明 ,新 变 压 器 油 中 一 般 不 含 糠 醛 ,最 高 含 量 也 会 低 于 0.01mg/L。由于运行中变压器的绝缘纸老化程度,同油中分解产生的 糠醛等物质之间有一定关系,所以依据油中糠醛含量的测定可以判断 变压器固体绝缘老化程度。试验证明,聚合度与油中糠醛含量的对数 之间存在线性关系,关系如下:
科技信息
变压器绕组固体绝缘老化评估及寿命分析
中国能源建设集团广东电力设备厂 丁斯婧
[摘 要]随着经济的增长以及电力市场的扩大,作为电网运作的核心设备,变压器的应用范围也越来越广泛。如何评估变压器绕组 固体绝缘老化情况并对其寿命进行分析受到越来越多电力工作者的重视。本论文将从研究变压器绕组固体绝缘重要性着手,对现 常用检测方法进行对比分析,重点探析变压器绕组固体绝缘寿命的相关问题。 [关键词]Biblioteka 压器 绕组固体 糠醛 聚合度 老化评估
表 2 变压器油中糠醛含量判断指标
运行年限(年) 1~5 5~10 10~15 15~20 20 年以上
糠醛含量(mg/L) 0.1
0.2
0.4
0.8
1.5
总的来说,就运行变压器而言,仅利用油中糠醛含量来评估固体绝 缘的老化状况,还缺乏比较实用和可靠的判据。还应当尽可能充分地 利用油中溶解气体等各方面提供的信息,更加全面、准确地诊断固体绝 缘老化状态。
0、前言 近几年,我国电力行业发展非常迅速,变压器——作为电网运作中 不可缺少的设备,由于其长时间运行以及经常因电力供应紧张而满负 荷运行,再加上一些设备本身在设计上可能存在某些缺陷,造成本可以 服役很长时间的变压器由于内部老化严重而发生电力事故,或是看似 破旧的变压器其实还处于健康状态,因此,这些变压器的剩余寿命和维 护就都成了电力工作者十分关心的问题。 一般说来,一台变压器的使用寿命主要由其绝缘材料的老化程度 所决定,因此,能够判断它的老化状况,就能够推断出变压器的寿命。 电力变压器主要采用油-纸绝缘结构,其主要绝缘材料为绝缘油、绝缘 纸和纸板等。由于固体绝缘材料很难像绝缘油一样可以通过脱气、过 滤、再生以及换油等方式进行更新以使其达到运行标准,故通常认为固 体绝缘材料的劣化所产生的影响更为重要。 1、变压器寿命测量技术 在保证电力变压器安全可靠运行的前提下,对在运变压器的剩余 寿命进行评估,不仅可以诊断变压器健康状况,及时发现问题,还可以 避免变压器过早提前退出运行,增加不必要的成本。如何判断变压器 绝缘老化的程度,是评估变压器剩余寿命的前提。现阶段,在实际操作 中常用如下检测方法测量。 1.1 气相色谱法 利用气相色谱法分析油中 CO、CO2含量,根据 CO、CO2的数值大小 及变化趋势来判断变压器内部固体绝缘老化程度。当油样中 CO、CO2 含量与初始数值相比较有快速增长时,往往预示着变压器内部可能存 在故障,其中一种情况就是固体绝缘老化。
1.3 聚合度分析 缘纸板聚合度测量法是测量变压器寿命的最准确、有效且可靠的 判据之一,但是由于在实际应用中,绝缘纸的采样只有在变压器吊罩检 修的情况下才能取得,因此,其实施的难度较高,且无法应用于运行中 的变压器。 2、变压器寿命的诊断
2.1 糠醛试验与聚合度测试在变压器绝缘寿命检测中的关系和机 理
Log(Fur)=1.51-0.0035Dp Log(Fur)=-1.51+0.05T 式中: Fur——糠醛含量,mg/L Dp——聚合度 T——运行年限 糠醛含量与聚合度间相关系数为 0.9657,当油中的糠醛含量低于 0.01mg/L 时,绝缘板的聚合度在 1000 左右,此时变压器为新变压器;当 糠醛含量超过 0.5mg/L 时,绝缘板的聚合度则会小于 517,此时变压器寿 命处于中期阶段;当糠醛含量高于 4mg/L 时,绝缘板的聚合度则会小于 259,此时变压器寿命接近于晚期,一旦糠醛含量超过 4.3mg/L,那么绝 缘板的聚合度则会低于 250,绝缘板的强度为初始强度的 50%,此阶段 的变压器就必须要更换了。 2.2 极化/去极化电流法仿真分析 由于绝缘材料的极化特性随绝缘状况而变化,因此可根据极化特 性实现无创伤监测绝缘状况。变压器极化/去极化电流测量法与恢复 电压测量法(RVM)是相同的电介质响应在时域内的测量技术。极化/去 极化电流法抗干扰性能好,便于现场测试,而恢复电压测量法则对测试 条件要求较高,只能在实验室中进行。 用极化/去极化电流法技术分析变压器的老化程度,测量其极化/去 极化电流可绘出 ip 、id不同的曲线。变压器老化程度可从不同传导率的 值反映出来,绝缘老化程度越严重,传导率的值越大,对应的极化电流/ 去极化电流的值越大[4]。可以利用这一原理来评估变压器的老化状态。 3、变压器绕组固体绝缘维护 由于变压器工作时会使线圈发热,因此在时间上要防止变压器过 载运行;在绝缘油这一块要尽量保证绝缘油的质量;而对于变压器铁芯 绝缘情况则要经常实施检查。 3.1 绝缘油的监测 变压器油常规检验项目有 12 项,其中任何一项与偏离建议值都表 明了变压器现行状态不属于正常老化范畴。此外还应根据设备的具体 情况重新制定一个比较合理的检验周期,在某些情况下,如色谱分析异 常、油质某项指标接近或超过控制极限值等,这时应缩短检验周期并考 虑增加其他检验项目。特别强调的是变压器油中溶解气体分析,它反 映运行设备是否存在某些缺陷或故障,并不是反映油质的优劣和变 化。运行中发现色谱分析异常,要运用现有的分析方法和诊断技术。 初步判断故障类型、严重程度及发展趋向和故障大致部位,根据不同情 况采取缩短试验周期跟踪分析、加强监视、限制负荷和立即停止运行等 处理措施,防止故障进一步扩大,保证设备安全运行[5]。 3.2 变压器固体绝缘维护 在检修过程中,一定得注意保护线圈或绝缘套管,防止检修过程中 不慎破坏绝缘,一旦发现有擦破损伤,应及时处理;此外,还得注意导线 是否接触良好这一问题,接触不良,会使得变压器绕组产生局部过热, 以至破坏绝缘,从而导致短路或断路现象的发生,引起绝缘油分解而产 生大量气体,最终导致放电击穿现象的产生;最后是要保证变压器在 90℃下良好通风条件下工作运行,降低变压器升温指数,防止超温。 4、结论 综上所述,变压器在电力设备中占有重要地位,对电网的安全运行 起着至关重要的作用,变压器由于固体绝缘老化,造成变压器过早损 坏,以及区域无法正常供电等情况的产生,带来的 (下转第 386 页)