[發明專利]一種評估變壓器主絕緣老化程度的方法

有效

• 申請號: 201210243157.8
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102818974A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 文華;趙現平;楊麗君;馬志欽;廖瑞金;王耀龍;齊超亮;貢春艷;郝建
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及電氣設備絕緣老化與壽命預測領域，特別涉及一種油浸式電力變壓器油紙絕緣老化狀態的評估方法。

背景技術

電力變壓器是電能傳輸和配送過程中能量轉換的核心，是電網安全運行中最重要的設備之一。變壓器油紙絕緣系統在長期運行中受到溫度、水分、氧氣等因素聯合作用而逐漸劣化，導致其電氣性能和機械性能下降，從而危及變壓器乃至整個電網的安全運行。目前，我國已有較多大型變壓器運行年限超過20年，達到設計使用壽命的晚期。如何準確評估變壓器絕緣的老化狀況，提高變壓器的安全運行水平已成為電力部門亟待解決的技術難題。國內外學者對變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法展開了大量研究，目前工程上通常采用由絕緣老化引起的理化參數和電氣性能參數的變化來進行評估。理化參數中，聚合度和拉伸強度最能真實反映油紙絕緣的老化強度，但測量時需要對變壓器進行吊罩，從繞組幾處最有代表性的部位取樣，實施起來不僅難度大，而且會對絕緣造成損傷。油中溶解氣體和糠醛含量雖然可以間接反映繞組絕緣的機械性能，但由于變壓器中途濾油、絕緣材料使用差異等因素的影響，測試結果無法可靠反映絕緣狀況，只能作為狀態評估的參考。電氣性能參數方面，長期以來，電力系統部門只將絕緣電阻、極化指數及介質損耗因數等參數作為變壓器受潮狀況的診斷方法。直到上世紀90年代，依然沒有利用電診斷的方法對變壓器老化狀態診斷的系統研究。由于上述理化性能參量在測量和使用方面的缺陷，尋找能夠有效反映變壓器絕緣老化狀態的新特征量及評估技術手段逐漸受到國內外學者的重視。

以介電響應理論為基礎頻域介電譜（FDS）技術是一種無損的電氣診斷方法，具有攜帶信息豐富，抗干擾能力強，操作簡便等優點，適合于現場測量和診斷，而且其可以對變壓器油和絕緣紙的絕緣狀態分別評估，具有廣闊的應用前景。目前，國際上利用介電響應方法對變壓器油紙絕緣狀況現場評估的研究成果主要體現在對絕緣紙水分含量和油電導率的無損診斷，目前國外已開發出能應用于變壓器介電性能現場測試的IDA200、DIRANA等設備。對于絕緣老化狀況評估研究，目前已證實絕緣老化與頻域介電譜具有較強的相關關系，但依然局限于實驗室內的探索研究，并未用于大型電力變壓器的老化診斷，并且油紙絕緣的頻域譜容易受到水分、溫度等因素的影響，特別是如何區分水分和老化對油紙絕緣介電性能的影響，對絕緣紙板的水分含量和老化狀態分別進行有效評估一直是國內外研究的難點。

因此急需一種可應用于現場的既能診斷變壓器主絕緣水分含量，同時又能評估絕緣老化狀態的新方法。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種可應用于現場的既能診斷變壓器主絕緣水分含量，同時又能評估絕緣老化狀態的新方法（特征量）。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明提供的一種評估變壓器主絕緣老化程度的方法，包括以下步驟：

1）現場測量變壓器主絕緣的復電容頻域譜C^*(ω)和油電導率σ，收集變壓器主絕緣結構參數，并傳輸到數據處理裝置；

2）數據處理裝置對復電容頻域譜進行計算，得到變壓器主絕緣紙板的介質損耗因數頻域譜；

3）采用基于頻域介電特征參量對變壓器主絕緣狀態進行評估。

進一步，所述步驟1）包括如下步驟：

11）步驟1）所述主絕緣為同鐵芯相鄰繞組間油紙絕緣；

12）步驟1）所述油電導率為在變壓器頂層油溫下T測得的直流電導率σ(T)；

13）步驟1）所述主絕緣結構參數主要包括：主絕緣扇形區的個數n、主絕緣紙筒總厚度紙筒間撐條寬度s、中/低壓繞組外側與鐵芯圓心的距離r₁，中/高壓繞組內側與鐵芯圓心的距離r₂和被絕緣紙板環繞的高、中、低壓繞組高度h，其中，b_n表示第n層主絕緣紙板的厚度。

進一步，所述步驟2）包括如下步驟：

21）所述主絕緣結構幾何電容C₀按照公式（1）計算；

C₀=2πhε₀/ln(r₂/r₁)????????????????????????（1）