相关糠醛含量分析的电力变压器绝缘老化诊断

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1、第45卷第12期Vol．４５No．１２2008年12月TRANSFORMERDecember２００８运行维护基于糠醛含量分析的电力变压器绝缘老化诊断董明，张伟，张冠军，严璋（西安交通大学，陕西西安７１００４９）摘要：对油中糠醛含量、溶解气体含量和绝缘纸聚合度等数据进行了分析，并提出了电力变压器绝缘老化诊断模型。关键词：电力变压器；绝缘老化；糠醛；聚合度中图分类号：TM４０６文献标识码：B文章编号：１００１－８４２５（２００８）１２－００５１－０５DiagnosisofInsulationAgeingfo

2、rPowerTransformerBasedonFurfuralContentAnalysisDONGMing,ZHANGWei,ZHANGGuan－jun,YANZhang（Xi＇anJiaotongUniversity,Xi＇an７１００４１,China）Abstract：Thedatasuchasfurfuralcontent,dissolvedgasesinoilanddegreeofpoly-merizationareanalyzed．Thediagnosismodelofinsulation

3、ageingforpowertransformerispresented．Keywords：Powertransformer；Insulationageing；Furfural；Degreeofpolymerization在此基础上，分析了固体绝缘老化机理和老化引起1引言的故障，提出了对电力变压器绝缘老化状况进行诊油纸绝缘系统是油浸式电力变压器的主要绝断的判据。缘形式。目前有不少的大型电力变压器已经接近或2固体绝缘老化的诊断方法超过了设计年限，特别是有少数２０世纪６０年代投运的变压器，出于经济性方面的考

4、虑，仍在继续超电力变压器的寿命主要取决于其固体绝缘，例期运行，另外变压器的负载也在不停增长。因此，如如绝缘纸及纸板等纤维素材料等。最早采用测量绝何有效地监测大型油浸式电力变压器的固体绝缘缘纸抗张强度（TensileStrength，TS）判断绝缘纸劣老化状况，并采取相应的对策，确保老旧变压器安化的方法，若绝缘纸的抗张强度下降到初始值的全、可靠运行，已经成为一个越来越受到重视的问５０％或更低时，设备便到达最终使用期限。虽然抗张题。为了判断固体绝缘的老化状况，我国规程中对强度的测量比较直观，但由于需要停电吊

5、芯，而且要变压器绝缘纸的聚合度以及对已有相应运行年限求样品较多，在运行中的变压器不容易实现。的变压器油中糠醛含量的“注意值”分别做了相关变压器固体绝缘材料的主要成分为纤维素，而的规定。但是，这些指标的制定更多反映的是整体绝缘纸的聚合度（DgereeofPolymerization，DP）是老化时的情况，主要依据实验室中对油纸绝缘进行指绝缘纸的纤维素分子中D－葡萄糖单体的平均数加速老化实验的结果，现场应用中发现这些“注意目。一般而言，新绝缘纸的聚合度为１０００～１２００之值”可能过于宽松。另外，仅仅依靠某

6、个参数值的大间；当聚合度下降到２５０时，绝缘纸的机械强度将急小或其增长速率判断变压器绝缘纸的老化程度还剧降低；当聚合度下降至１５０时，绝缘纸的机械强度存在较大的不确定性，因而有必要进行更深入的研将完全丧失而难以再承受机械力。绝缘纸的聚合度究。试验，样品需要量较少，重复性比抗张强度试验好，笔者对所收集到的大量运行变压器油中糠醛是目前评估绝缘纸老化状况最为直接、有效的方法含量及油中溶解气体含量等数据进行了统计分析。之一。但同抗张强度试验一样，聚合度试验面临着获52第45卷取“典型纸样”的困难，另外聚合度试验

7、的操作步骤器固体绝缘故障和老化状况的综合诊断一直是研复杂，试验时间长，因此影响了聚合度试验在现场究热点问题。的大规模推广使用。笔者搜集了１２３７例现场运行变压器的油中糠油中溶解气体一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO２）醛含量实测数据。绝大部分糠醛数据所对应的变压含量分析也是判断变压器绝缘纸劣化程度的方法器运行年份清楚，其中部分变压器的电压等级、容之一。但是CO和CO２不仅是变压器绝缘纸劣化的量、安装位置及CO、CO２等油中溶解特征气体含量产物，也可以由绝缘油氧化分解产生，而油中溶解等信息也比较齐全。首先针

8、对油中糠醛含量与部分的CO和CO２气体分散性太大。从现场应用及相关溶解气体组分进行了相关性分析，结果如表１和表研究的情况来看，单单依靠CO和CO２含量或它们２所示。随着统计分析下限的不同，油中溶解气体含的增长速率判断变压器绝缘纸的老化程度，目前还量与糠醛含量之间的相关性水平变化趋势如图１存在较大的不确定性。所示。理论分析和实验室研究均已表明，变压器油中表１油中糠醛与油中溶解气体的相关分析糠醛的产生，仅仅来自于绝缘纸或纸板等纤维素材Table