; s& F. Q, w2 y" i8 s为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平,现代变压器的设计采用了更为紧凑的绝缘方式,在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显著升高。110kV及以上等级的大型电力变压器主要采用油纸绝缘结构,主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸、纸板。 & r5 p3 A2 C% B& f6 d. H( `% x: U
" f; i3 n. }) J3 }当变压器内部故障涉及固体绝缘时,无论故障的性质如何,通常认为是相当严重的。因为一旦固体材料的绝缘性能受到破坏,很可能进一步发展成主绝缘或纵绝缘的击穿事故。所以纤维材料劣化引起的影响在故障诊断中格外受到重视。而且,如能确定变压器发生异常或故障时是否涉及固体绝缘,也就初步确定了故障的部位,对设备检修工作很有帮助。 / {5 r3 _7 H9 e2 _# `; `& D8 D# V$ D& n7 b. g. I6 [# F8 F! d. L 本文通过研究在故障涉及固体绝缘时,其它特征气体组分与CO、CO2间的伴生增长情况,提出了一种动态分析变压器绝缘故障的方法。并着手建立故障气体的增长模式,为预测故障的发展提供了新的判据。 ( i2 k* K$ d Q! ]& h R: f" P' @4 i( l
1、判断固体绝缘故障的常规方法 5 ]; p W X2 C ! Y1 _0 q( b2 }; W3 ~& ECO、CO2是纤维材料的老化产物,一般在非故障情况下也有大量积累,往往很难判断经分析所得的CO、CO2含量是因纤维材料正常老化产生的,还是故障的分解产物。 0 J/ B$ k% A `1 u( Y / _$ f" L8 v# |' y# ]月岗淑郎[1]研究了使用变压器单位纸重分解并溶于油中的碳的氧化物总量,即(CO+CO2)mL/g(纸)来诊断固体绝缘故障。但是,已投运的变压器的绝缘结构、选用材料和油纸比例随电压等级、容量、型号及生产工艺的不同而差别很大,不可能逐一计算每台变压器中绝缘纸的合计质量,该方法因实际操作困难,难以应用;并且,考虑全部纸重在分析整体老化时是比较合理的,如故障点仅涉及固体绝缘很小的一部分时,使用这种方法也很难比单独考虑CO、CO2含量更有效。 ' J! o# o: d7 m; y* s D7 \8 i
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IEC599[2]推荐以CO/CO2的比值作为判据,来确定故障与固体绝缘间的关系。认为CO/CO2>0.33或<0.09时表示可能有纤维绝缘分解故障,在实践中这种方法也有相当大的局限性[3]。本文对59例过热性故障和69例放电性故障进行了统计。结果表明,应用CO/CO2比例的方法正判率仅为49.2%,这种方法对悬浮放电故障的识别正确率较高,可达74.5%;但对围屏放电的正判率仅为23.1%. ! o# F4 v+ C0 `
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2、固体绝缘故障的动态分析方法 9 z0 i" q& G2 J
, ?# v; j. [4 L3 Z" I通过回归分析,可将这3种典型模式归纳为: 9 H, L# }) v' Z) ^! n1 B( ]! t % O @& G4 k; ~! U3 }(a)正二次型:总烃随时间的变化规律大致为Ci=a.t2+b.t+c(a>0),即产气速率γ=a.t+b不断增大,与时间成正比。这常与突发性故障相对应,故障功率及所涉及的面积不断变大,这种故障增长模式往往非常危险。 ; [. C e: ?- M4 b/ A6 \, o% s
) Z9 H7 n( g. U, H(b)负二次型:总烃和产气速率的变化规律与(a)相同,只是a<0.即总烃Ci增高到一定程度后,在该值附近波动而不再发生显著变化。多与逐渐减弱的或暂时性的故障形式相对应,如在系统短路情况下的绕组过热及系统过电压情况下发生的局部放电等。 ' O8 V8 H, I P% |8 m 0 ~: m) |9 l9 I1 n(c)一次型:即线性增长模型,是一种与稳定存在的故障点相对应的产气形式。总烃的变化规律为Ci=k.t+j,产气速率为固定的常数k,通常只有当故障产气率k或总烃Ci大于注意值时才认为故障严重。 6 d7 u+ H8 }) {! l0 D