变压器在线监测技术及方法

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1、变压器在线监测技术及方法江苏常州2012.10.9江苏国电南自海吉科技有限公司贺枫目录1变压器油中溶解气体及微水在线监测2变压器局部放电在线监测3变压器套管及铁芯接地电流在线监测4变压器侵入波在线监测6变压器工况在线监测7变压器综合故障评估8变压器（电气设备）数字化监测平台影响输变电装备运行安全因素电力输高电压设备内绝缘变压配器电高压装输备电气设备外绝缘电线运路行雷击安输全电力系统过电压电系统电气设备故障及危害输电场、磁场、温度场多场耦高电压设备内绝缘合,固体、液体(气体)的多相配绝缘体的装备内部自身故障电装污秽、高海拔、覆冰雪、酸雷击输电线路变压器过热燃烧备雨等多因素

2、作用下的输配电气设备外绝缘电装备外绝缘安全运行安电、热、力引起的绕组损坏变电站大面积污闪高电压输配电系统过各种过电压下的装备故障防全电压防护与接地护覆冰引起的线路事故过电压引起的开关爆炸电气设备在线（带电）检测原理及方法常见变电设备绝缘检测参量电力变压器是电网中最关键的输变电设备之一，其故障主要由内部绝缘缺陷引发。如果不及早发现,它会由局部向整体发展，直至变压器完全丧失绝缘能力。引发变压器起火引发变电站起火1变压器油中溶解气体及微水监测原理及方法变压器油的作用（1）电气绝缘、（2）热量交换1变压器油中溶解气体及微水监测原理及方法溶解气体的产生绝大多数大型电力变压器是油

3、纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变压器内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时均会产生各种气体。气体在油里经对流、扩散，不断地溶解于绝缘油中。发热和放电的产生程度不同，所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。当固体绝缘发生故障时，CO和CO2会明显增长，油中溶解气体的组分和含量可以作为反映充油式电力变压器绝缘故障的特征量。溶解气体的损失1、吸附作用/因素损失变压器内部固体材料对气体的吸附会使油中溶解气体减少。2、呼吸作用损失变压器负载在一天内有规律的增减变化引起变压油的呼吸作用也会使油中气体逸散而减少。变压器溶解气体的产生HHCHHH

4、HCHHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCHCHHCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHHCHHCHCHHH绝缘油分解产生溶解气体故障温度与特征气体含量的关系分解气体能量氢气338kJ/mole乙烷607kJ/mole乙烯720kJ/mole乙炔960kJ/mole水分、CO、CO2气体的产生CH2OHOHCH2OHOOOOHOHOOHO葡萄糖单元OHCH2OHOH纤维素结构绝缘纸分解产生CO、CO2和水变压器的老化与故障模型绝缘纸的劣化原因：•发热•纸中的水分•氧化，产生水，CO和CO2•劣化破坏了纤维素结构，降低了机械强度变压器的老化与故障模型HOH+CH2O

5、HOCHOHHOHOHHCOHH+OHHOH+HOHHOH+CO80°C-300°C变压器的老化与故障模型绝缘纸的劣化（温度的影响）1000900800DPv700600合度50040030080°C绝缘纸的聚200100°C130°C100002040时间(年)当纤维素结构被破坏时所产生的气体一氧化碳CO故障气体二氧化碳CO2产生的100200250300400500故障点温度(C)油中溶解气体含量注意值运行中的充油式设备油中溶解气体含量超过下表所列数值时，应引起注意。注意值不是划分设备有无故障的唯一标准，当气体浓度达到注意值时，应进行追踪分析、查明原因。故障类型与

6、油中气体的关系①、热性故障热性故障是由于有效热应力所造成的绝缘加速劣化，具有中等水平的能量密度。产生热性故障的原因有：导线过电流；铁芯局部短路、多点接地，形成环流；分接开关接触不良；接线焊接不良；电磁屏蔽不良，使漏磁集中；油道堵塞，影响散热等。当固体材料局部过热时，会产生大量CO和CO，且2CO/CO＞10；当油局部过热时，会产生大量乙烯和甲烷，随2着温度升高，则乙烷和氢增加；当油严重过热时，才产生少量乙炔。故障类型与油中气体的关系②、电性故障是在高电应力作用下所造成的绝缘劣化，由于能量密度的不同，而分高能量放电、火花放电和局部放电等不同的故障类型。发生电性故障时产生的

7、气体，主要是氢和乙炔，其次是乙烯和甲烷。当有固体绝缘介入时，会产生CO，CO。2高能量放电将导致绝缘电弧击穿。电弧放电以线圈匝、层间绝缘击穿为多见，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等故障。这种故障产气急剧。产气量大，尤其匝、层间绝缘故障，因无前驱现象，一般难以预测，最终以突发性事故暴露出来。其故障特征气体主要是乙炔和氢气，其次是大量的乙烯和甲烷。故障类型与油中气体的关系③、受潮当变压器内部进水受潮时，油中水份和含湿气的杂质易形成“小桥”，能引起局部放电而产生氢气；同时水份在电场作用下的电解作用和水与铁的化学反应，也可产生大量氢气，因