变压器绝缘tanδ测量中温度影响分析

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1、涨2010万方数据4肾E—LECTRIC电POW力ER燃2010．4舔照b．一-年月Apr．口氍ak醑17斟P’nk矗■羹廑嚣缝鳔悃闶零测量申温震影响分析马继先1，李韵2，刘少宇1，李燕青z，刘崇伟3(1．华北电力科学研究院有限责任公司，北京100045；2．华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003；3．天津市电力公司电能计量中心，天津300210)摘要：介质损耗角正切值tan6是反映电容性设备绝缘状况的一个重要参数，受环境因素(如温度、湿度、污损)、频率及电压等级的影响。现有规程中对变压器介质损耗角正切值的温

2、度换算做出了一些规定，然而在大量试验中逐渐发现其不适用性。通过几组典型数据分析这一现象：针对变压器绝缘在不同温度下介电特性的变化情况，结合电介质物理学理论，分析其变化规律的内部科学性；通过试验分析变压器绝缘纸板与绝缘油的介质损耗关系．就温度换算对现有规程的执行提出修改建议．供变压器绝缘状况的评估工作参考。关键词：变压器；tan6测量；德拜驰豫方程中图分类号：TM852文献标志码：A文章编号：1004．9649(2010)04—0045—040引言测量变压器介质损耗角正切值(tan6)．可以检查变压器绝缘受潮、油质劣化和绕组

3、附着油泥等情况．此项试验对于发现变压器整体缺陷非常有效．因此它是变压器预防试验中不可缺少的项目。随着变压器制造和维护工艺技术的提高．其介电特性也在不断的改善．过去关于介质损耗角正切值的一些规定逐渐暴露出其弊端。本文将通过几组典型试验数据．对变压器介质损耗角正切值tan艿温度换算公式进行讨论．并提出修改建议。1现有规程的规定变压器tan6测量的影响因素较多．有湿度、温度、绝缘结构及测量频率等。其中，针对温度影响，现有规程做出了一些规定。在文献『1]中规定：容量在8000kVA及以上的变压器都应提供tan8．测试通常在10～4

4、0oC温度下进行．不同温度下的tan6值一般可按下式换算：(￡，一t．)／10tan6，=tan8lXl．3’‘(1)式中：tan6。、tan国分别为温度t。、t：时的介质损耗角正切值。在文献[2—3]中也有与文献[1]一样的变压器tan6温度换算规定。温度换算系数，决定于绝缘材料、变压器结构、固体绝缘材料和绝缘油的体积比及绝缘油的性质等。然而上述变压器tan8温度换算的公式是根据20世纪50年代变压器绝缘总结出来的换算公式．而且是为进行变压器介电特性分析的一个不得已的措施．温度换算系数是不同型式变压器、不同绝缘材料的绝缘

5、油平均换算值的概括。随着变压器容量的增大、电压等级的提高、新材料的不断应用及变压器干燥技术的不断进步．变压器的绝缘特性与温度的关系也发生了很大的变化。在大量现场试验过程中．使用上述公式进行变压器tan6温度换算时．有的换算值不符合实际情况．说明标准里的温度换算系数已经不再适用。2试验数据与分析为调查变压器tan6与温度变化的关系．进行了大最试验．现列举几次典型试验数据．并做具体分析。一台状态良好的500kV运行变压器．在不同温度下进行绝缘tan6试验．结果如表1所示。根据插值计算．得出以20℃的绝缘介质损耗值为基准的换算系

6、数．如表2所示。表1500kV变压器tan6试验Tab．1500kVtransformertan6test收稿日期：2009—1l—03作者简介：马继先(1964一)，男，山西盂县人，高级工程师，从事高压器运行分析的研究。E-main：emjx@sina．corn万方数据依据现有标准．变压器tan6应随温度升高而呈增大趋势．但实际试验中趋势表现不明显．tan6基本上表现出不变趋势(见图1)。表2试验与标准tan6换算系数比较Tab．2Comparisonoftestandstandardtan&conversionfact

7、ors2．22．01·81．6碡1．41·21．00．851015202530∥℃图1介质损耗的温度(7-)换算系数(K)的变化Fig．1tan占temperatureconversionfactors表3是新变压器出厂温升试验或注油后静放过程中．低压绕组对高压绕组的tan6数据，测量仪器均采用异频介质损耗仪JYC—m。由表3的试验数据也可看出．当变压器状况良好．即固体绝缘几乎没有受潮或放电迹象时．变压器油质量可靠．整体变压器的tan6值很小．并在10～60℃范围内基本不变(最大值与最小值差值较小)．说明此时tan6温度换

8、算公式同样不适用。3理论分析3．1德拜弛豫方程变压器绝缘材料是介电性能较好的电介质．在大部分工程方面的应用时．是对交流电压即正弦信号的响应。当施加的是交变电场E时，可得出关于复介电常数8，+与频率关系的德拜驰豫方程[”，式中s。为静态介电常数：亡，忆一帆+击一+嚣(2)其实部与虚部以及tan6分别为：s