天然酯绝缘油在油纸界面放电故障条件下的分解产气特性研究

选取菜籽基天然酯绝缘油与矿物绝缘油及两种绝缘油的油浸纸板为研究对象,开展纯油击穿与油纸沿面闪络两种类型的放电故障试验,通过油中溶解气体分析方法研究故障后两种绝缘油产生的油中溶解气体类型与含量,并对比分析两种绝缘油产气特性差异及油纸界面对产气特性的影响。结果表明:在击穿类型放电故障条件下,两种绝缘油产生的溶解故障特征气体类型相同,均为CH_4、C_2H4_、C_2H_6、C_2H_2、H_2、CO、CO_2;相同故障条件下,天然酯绝缘油相较于矿物绝缘油会产生更多的CO;当放电故障发生在油纸界面处时,两种绝缘油中的故障产气量增多,且CO的含量占比上升。     

油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性

为了研究油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性,基于油纸绝缘气隙放电模型,利用恒压法进行了36 h的气隙放电发展特性试验。计算了不同放电时刻最大放电能量和平均放电能量的幅值,引入放电重复率并提出每秒平均放电能量这一新特征量,分析结果表明每秒平均放电能量能够很好地表征局部放电的放电发展特性。另一方面,提取H_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2和CO作为变压器油中溶解特征气体,对这6种特征气体的体积分数与每秒平均放电能量的相关性进行分析,结果表明:在油纸绝缘气隙放电过程中H_2的体积分数与每秒平均放电能量的相关性最高,其次为CO和CH_4,用这3种气体体积分数的变化可以大致反映出每秒平均放电能量的变化规律。     

关于新投入的变压器其油中的金属材料吸藏气体和放出气体作用的研究

1.前言当油浸式变压器内部发生局部过热及局部放电时,绝缘油和绝缘纸等就要分解产生H_2、CC、CO_2,和低分子炭氢化合物等气体,这些气体在油中呈溶解状态。这时,由于变压器内发生异常现象的类型不同,在某种程度上也就决定了以H_2、C_2H_2、CH_4和C_2H_4等为主体的特有气体成分类型和含量。因此,变压器的正常运行与否,可以从变压器油中溶存的气体含量及其组成比例来判断,这是目前的趋向。而油中气体     

交直流复合电压下油纸绝缘典型缺陷产气特性

目前国内换流变压器依旧使用改良三比值法进行故障诊断,而改良三比值法未考虑交直流复合电压下油纸绝缘局部放电产气特性,但直流电压的加入是否会导致油纸绝缘产气特性变化,影响故障诊断结果还需进一步确认。针对该问题搭建了模拟换流变压器实际运行工况的平台并进行试验。试验分别在交流电压和不同比例交直流复合电压下,采用柱板、匝间、气隙和沿面4种典型放电模型,对油纸绝缘局部放电油中溶解气体进行了研究。研究结果表明:直流电压的加入,柱板放电模型的H_2含量最大降低97.2%,C_2H_2和总烃含量最大增加分别为499.4%和150%;匝间放电模型的H_2、C_2H_2和总烃含量最大增加分别为1620%、982%和102%;气隙放电模型C_2H_2气体含量最大减小100%;沿面放电模型总烃气体含量最大增加219%。随着直流电压比例的增加,同样油纸绝缘临近击穿的条件下,改良三比值诊断结果由电弧放电变为低能放电。因此,直流电压的引入改变了油纸绝缘产气特性,改良三比值法在用于交直流复合电压下故障诊断时可能出现误诊断的情况。     

气相色谱仪转化炉的强迫降温

1 问题的提出 目前国内电力系统普遍采用气相色谱仪来分析绝缘中所溶解气体的含量。通常用CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、H_2、CO、CO_2等几种特征气体来表征充油电气设备故障。 其中CO、CO_2两种气体都需采用转化炉使其转化成甲烷后,再用氢焰离子检测器     

140℃与常温条件下油纸绝缘沿面放电产气特性

基于油纸绝缘柱板沿面放电模型,在实验室开展140℃与常温下油纸绝缘局部放电试验,研究油纸绝缘特征参量的变化规律,并结合Ansoft电场仿真分析高温下沿面放电机理。结果表明:在140℃下沿面放电的耗氧量与产气量均比常温下的高,而局部放电特征气体C_2H_2的含量差异不大,气体含量变化从大到小依次为H_2、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、O_2、CH_4、CO、CO_2。在140℃下沿面放电发展过程中,绝缘油体积电阻率呈下降趋势,而常温下变化不明显,两种条件下油的介质损耗均呈波动上升趋势。由于高温会使高压电极与油纸交界的三角区域附着气泡,从而导致电场畸变,使得油纸绝缘的沿面放电起始电压从17.2 k V降为2.1 k V。     

模拟变压器内部放电及局部过热对油中气体含量的影响

根据变压器油中溶解气体分析技术,设计了针-板电极模型,将其置于纯油和油纸绝缘中在不同电压等级下进行放电老化实验,并通过加热器件模拟变压器内部局部过热现象对绝缘油进行加热老化。研究油中气体含量的变化趋势和放电、局部过热老化对绝缘油的影响。结果表明:放电强度较低时,老化后油中气体的含量基本不变;放电强烈时,油中气体含量出现了增加,其中H_2和C_2H_2含量增加明显。模拟变压器绕组局部过热实验中,当温度达到120℃以上时,除H_2、C_2H_2和C_2H_4外,油中各种气体含量增长明显。     

不同放电能量下酯类绝缘油的产气差异性分析EI北大核心CSCD

酯类绝缘油作为一种环境友好型绝缘液,在电力变压器中的应用越来越广泛。但不同酯类绝缘油的理化、电气特性具有显著的差异,在相同故障下其产气规律也有一定的区别。该文以天然酯、改性酯以及合成酯为研究对象,研究其在不同放电能量下的产气规律与产气差异,并将特征气体含量与放电能量进行关联性分析。结果表明,不同酯类绝缘油的产气规律具有一定差异,天然酯绝缘油易产生更多的H_(2)和C_(2)H_(6),改性酯和合成酯绝缘油易产生较多的C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2),绝缘油的分子结构和特征气体的溶解特性差异是影响油中溶解气体的主要原因;随着放电能量的增加,H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(6)占比呈现下降趋势,C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)以及CO占比呈现上升趋势;通过特征气体的单位焦耳产气量、C_(2)H_(2)/H_(2)比值以及CO含量可以定性判断放电故障的严重程度。结果可为酯类绝缘油变压器的状态诊断提供参考。     

一起500kV并联电抗器氢气超标故障的诊断及处理

为消除一起500kV高压并联电抗器氢气超标且快速增长的缺陷,本文通过分析电抗器油中溶解气体、含水量、含气量、击穿电压等试验结果及排查氢气来源后,判断缺陷原因为电抗器本体受潮后内部出现低能放电;在此基础上制定了有效的控制措施、检修策略,采用热油循环-快速抽真空干燥法高效恢复了高抗绝缘性能,检修中检修中通过表单执行严格控制工艺要求,及时有效地控制、消除了缺陷。最后,本文总结了如何及时发现、控制500kV高压并联电抗器氢气超标的经验及绝缘干燥的方法,并提出了有效的现场处理措施。     

35 kV电抗器故障原因分析及处理

某500 kV变电站35 kV电抗器发生绕组匝间短路故障,通过分析保护动作情况以及现场高压试验结果,确定故障原因为电抗器局部绕组匝间发生短路击穿,暴露出设备在制造过程中存在制造工艺不良的问题,属于家族性缺陷。针对在运并联电抗器出现的本体放电击穿、匝间短路、烧毁等故障,对同批次同类设备进行了精确状态评价,对存在隐患的设备进行了更换。同时提出需进一步加强干式电抗器的出厂监造和验收工作,在运行中开展干式电抗器有效带电监测方法,设备选型方面尽量选用换位导线式干式电抗器等建议。     

一起110kV变压器油总烃超标故障的诊断与处理

正变压器油是油浸式变压器的主要绝缘介质,它除了起绝缘和冷却作用外,还是变压器内部缺陷信息的载体,对变压器油中溶解气体的色谱分析可以发现变压器的潜伏性故障。变压器局部过热和局部放电会引起变压器油和固体绝缘的裂解,从而产生气体。产生的气体量随着故障点能量密度值的增加而增加,当油中特征气体含量超出规定的注意值时,应进行追踪分析,采用特征气体判断法可初步确定故障的性质和类型。1故障实例     

一起220kV变压器油总烃超标的故障诊断与处理

1 引言 变压器油是油浸式变压器的主要绝缘,它除了起绝缘和冷却作用外,还是变压器内部缺陷信息的载体,对变压器油中溶解气体的色谱分析可以发现变压器的潜伏性故障.局部过热和局部放电会引起变压器油和固体绝缘的裂解,从而产生气体.     

基于放电统计参数动态变化率的油浸芳纶绝缘纸局部放电发展过程研究

车载变压器运行环境恶劣,在运行中易出现绝缘缺陷,引发局部放电,损伤油纸绝缘系统,影响列车安全稳定运行。本文根据车载变压器的匝间绝缘结构,使用芳纶绝缘纸设计了三层油纸局部放电模型,在实验室中开展局部放电模拟试验,使用局部放电检测仪检测局部放电信号,并提出局部放电统计参数动态变化率的方法,表征局部放电发展过程。结果表明：油浸芳纶纸的放电相位谱图呈对称分布,放电起始后放电量迅速增加至nC级;根据放电相位谱图及动态变化率可将油浸多层芳纶绝缘纸的放电过程划分为起始、发展、危险和击穿4个阶段;其中放电重复率变化率在放电阶段变化处存在拐点,可用于评估油浸芳纶绝缘纸的局部放电发展过程。     

局部放电作用下变压器匝间油纸绝缘加速劣化规律

为研究变压器内油纸绝缘材料局部放电作用下劣化缺陷的发展规律及其与局部放电特征量的关联性,构建了匝间局部放电模型,进行了多组不同加压时间长度的恒压试验,并记录了试验过程中的局部放电信号。利用匝间绝缘纸带可层层拆解的结构特点,获得了匝间绝缘在加速电劣化下炭化通道发展的统计性规律。研究结果表明,恒压加速电劣化作用下匝间油纸绝缘局部放电缺陷即炭化通道沿宏观电场的纵向发展过程呈现增长、停滞和击穿三个基本阶段;脉冲重复率和脉冲1s内总放电量可以宏观地表征匝间油纸绝缘电劣化缺陷的发展状况,为油纸绝缘局部放电严重程度阶段性的准确划分提供参考依据。     

局部放电条件下干式空心电抗器匝间绝缘的电老化特性研究

为研究干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律,进行了干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的起始局部放电电压及击穿试验。采用恒定电压法及阶梯电压法进行了局部放电发生后干式空心电抗器匝间绝缘的电老化寿命试验,求得两种老化方式下的电老化反幂寿命方程。分析并试验验证了两个寿命方程存在差别的原因,并修正了局部放电发生后恒定电压下干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的电老化反幂寿命方程。研究结果表明:发生局部放电时,干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律不符合反幂寿命模型,耐压寿命指数N及常数C随着试验电压的升高而增大;各种过电压下可能出现的局部放电对干式空心电抗器匝间绝缘材料的危害很大,可以通过改进制造工艺提高起始局部放电电压、选用耐局部放电能力强的绝缘材料作为匝间绝缘或者加装过电压抑制装置限制过电压幅值等方法延长干式空心电抗器匝间绝缘的使用寿命。     

油浸式绝缘系统放电故障下气-液两相特征气体变化规律研究

油浸式系统中快速发展的放电故障具有产气量大、产气速率快等特点,以致于产生的特征气体来不及在油中溶解,绝大多数特征气体逸散至油面上进入瓦斯继电器,导致可用于变压器诊断及预警的大量有效气体无法及时达到溶解平衡,使得目前电力行业常用的油中溶解气体分析方法无法准确诊断故障。基于此,本文搭建油浸式绝缘系统快速发展放电故障下的油面气体产气规律研究试验平台,获取了油浸式绝缘系统在快速发展放电故障下的油面特征气体信息。结果表明：故障发生后的短时间内液相中特征气体浓度不会明显增加,而此时气相中存在大量特征气体;当系统中存在高能放电时,CO、CO₂、CH₄、H₂会在油面上大量汇集,这4种气体可作为高能放电故障表征依据;在此基础上,发生火花放电时,C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂也会在油面上汇集,可作为火花放电诊断辅助依据。     

高压并联电抗器绝缘状态评估方法

高压并联电抗器故障机理复杂,反映电抗器内绝缘状态信息的数据因子繁多且具有不确定性。为此,结合工程经验建立了指标体系,基于层次分析法建立了高压并联电抗器的绝缘状况评估模型,通过指数标度法确定了各评估指标的权重;然后着重针对油中溶解气体指标,采用模糊综合评判评估了电抗器油中溶解气体状况,在此基础上综合判断了电抗器绝缘状态,并进行了实例验证。结果表明:提出的评估方法能有效判断投运的高压并联电抗器绝缘状况,为高压并联电抗器的检修提供技术依据。     

不同电极结构高压并联电容器极对壳绝缘特性的研究

1引言高压并联电容器可以改善电压分布、提高功率因数、降低线损,且安装简单、运动维护方便,在电力系统中得到了广泛应用。研究电极结构对电容器极对壳绝缘性能的影响,对于提高其绝缘水平,保证在电网中的安全运动具有重要意义。2试品基本结构高压并联电容器的电极结构可分为隐箔式和露箔式两大类。由于露箔式电极结构仅用于全膜电容器,为便于比较,本文以全膜电容器作为研究对象。电容器采取内熔丝保护措施,可把由少量元件击穿造成的电容器容量变化和完好元件的过电压倍数限制在允许范围内,以防止故障的进一步发展。由于结构设计和制造工艺的原因,露箔式结构电容器的内熔丝对极对壳电场分布会产生一定影响。笔者采用的电容器试品的技术参数如表1所示。3试验方法局部放电试验和油中气体的气相色谱试验是目前对油浸绝缘状态分析最灵敏的两种试验手段。局部放电通常可以反映绝缘在电压作用下放电发生的部位和放电发生的强弱。而油中气体的气相色谱分析通常认为有助于反映其放电的能量大小、放电点的温度高低、是固体绝缘破坏还是流体绝缘破坏等多种信息。因此,局部放电试验结合油中气体的气相色谱分析,就可对不同电极结构电容器的绝缘特性有较全面的了解。试验程序为先做局部放电试验,再进行...     

一起500 kV油浸式电抗器故障调查及防范措施分析

作为电力系统重要的无功补偿设备,高压并联电抗器能够补偿输电线路的电容效应,具有调节无功和电压的作用.运行中电抗器故障将对输电网络的安全稳定构成严重威胁,因此分析其故障成因对维护电网安全具有重要意义.针对一起500 kV油浸式高压并联电抗器故障,基于油色谱中特征气体成分分析、气体含量比值计算、特征气体增长趋势分析及返厂前...     

油浸式变压器绕组匝间短路故障对其内部电场分布的影响分析

油浸式变压器作为电力系统的关键电气设备,其内部故障可能会影响变压器的安全运行。其中绕组短路故障是影响变压器绝缘劣化的重要因素之一,长期运行可能引发变压器内部发生局部放电,严重时可导致绝缘击穿或发生沿面放电。因此研究变压器绕组匝间短路故障附近电场强度的变化规律具有重要的意义。本文以S9-M-10000/10型号的油浸式电力变压器为对象,仿真分析不同类型绕组短路故障对其内部电场分布的影响。仿真结果表明正常运行的变压器内部油隙撑条帘处及高低压绕组两端部电场强度较强;发生匝间短路故障后,绕组短路位置的电场强度呈现先减小后增大最后趋于稳定的趋势;随高压绕组首端短路匝数的增加,局部最大电场强度增大,匝间短路局部电场畸变越明显,且短路位置距离油隙撑条帘越近电场强度畸变越明显。本文仿真结果可为解释绕组匝间短路故障对变压器内部电场的影响程度提供参考。