电力变压器的在线监测PPT资料.ppt
- 文档编号:15640201
- 上传时间:2022-11-09
- 格式:PPT
- 页数:111
- 大小:2.07MB
电力变压器的在线监测PPT资料.ppt
《电力变压器的在线监测PPT资料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力变压器的在线监测PPT资料.ppt(111页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
*适用于1.6MVA以下的35kV以上的变电所用变压器。
7.1.1油中溶解气体色谱分析油中溶解气体色谱分析表表73各种故障下油和绝缘材料产生的主要成分各种故障下油和绝缘材料产生的主要成分A变压器内气体产生原因变压器内气体产生原因变压器在制造、运输、安装和运行过程中,不可避免会混入空气,引起绝缘逐渐老化和分解。
随着故障的发展,分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散,不断溶解在油中。
当产气量大于溶解量时,还会有一部分气体进入气体继电器。
由于故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重性有密切关系,所以定期分析溶解于变压器油中的气体就能及早发现变压器内部存在的潜伏性故障,并随时掌握故障的发展情况。
变压器油中气体的来源,一方面是由于变压器中出现故障点,另一方面是来自变压器的维修或变压器内部结构或材料,如补焊、补油、真空滤油机、分接开关、绝缘材料吸收的气体、非精制的变压器油、油流静电放电、变压器内部活性金属材料等。
B变压器油故障判断标准评价变压器油中气体含量变化情况的简单方法是用绝对产气速率和相对产气速率,若C1和C2分别表示第一次取样和第二次取样测得的油中某气体的含量,t表示取样间隔中的实际运行时间,G为变压器总油量/t,d表示油的密度/(tm-3),则绝对产气速率为相对产气速率为规程规定,烃类气体总的产气速率大于0.25ml/h(开放式)和0.5ml/h(密封式)时,或相对产气速率大于10/min,可判断为变压器内部存在异常。
注:
(1)500kV变压器乙炔含量的注意值为1ppm。
(2)1ppm1/106。
表表74变压器油中气体含量规定值变压器油中气体含量规定值C变压器油故障定性分析表表74故障性质的定性分析方法故障性质的定性分析方法D变压器油故障定性分析表表76三比值法的编码规则三比值法的编码规则表表77三比值法故障性质判断三比值法故障性质判断当变压器内部存在高温过热和放电性故障时,绝大部分情况下C2H4/C2H63,于是可选择三比值中的其余两项构成直角坐标,CH4/H2作纵坐标,C2H2/C2H4作横坐标,形成T(过热)D(放电)分析判断图,如图72所示。
图72TD分析判断图图72变压器故障诊断流程图7.1.2变压器油中水分测量变压器油中水分测量测量绝缘电阻、泄漏电流和可以定性判定变压器绝缘是否受潮,但不能直接定量地测定变压器油纸中含水量。
目前常见的定量测量变压器微量水分含量的方法有:
气相色谱法、库仑法。
气相色谱分析法测定油中微量水分(简称为微水)与测定其他成分一样。
首先利用色谱仪中的汽化加热器将注入的油样经过瞬间汽化,被汽化的全部水分和部分油气被载气带至适当的色谱柱进行分离,然后用热导池检测器来检测,将检测值(水峰高或水峰面积)与已有的含水的标准工作曲线进行比较,就可以得到油样中的含水量。
表表7-9变压器油中微水含量标准(变压器油中微水含量标准(mg/L)7.1.3局部放电测量局部放电测量A变压器局部放电特点变压器局部放电特点电力变压器中局部放电可分为:
绕组中部油-屏障绝缘中油道击穿;
绕组端部油道击穿;
接触绝缘导线和纸板(引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油隙击穿;
引线、搭接线等油纸绝缘中的局部放电;
线圈间(纵绝缘)的油道击穿;
匝间绝缘局部击穿;
纸板沿面滑闪放电。
B变压器局部放电测量变压器局部放电测量图7-3变压器局部放电测量基本原理图(a)单相励磁变压器;
(b)三相励磁变压器;
(c)变压器套管抽头C变压器局部放电测量变压器局部放电测量中干扰抑制中干扰抑制对来自电源的干扰,可采用在高压试验变压器的初级设置低通滤波器、电源侧加装屏蔽式隔离变压器、试验变压器的高压端设置高压低通滤波器等方法。
对于高压端部电晕放电,可采用合适的无晕环(球)及无晕导杆作为高压连线。
对于接地干扰,必须采用整个试验回路一点接地方式。
7.2电力变压器的在线监测目前对油浸电力变压器比较有效的在线监测方法主要有:
油中溶解气体的色谱在线监测和局部放电在线监测。
7.2.1变压器油中溶解气体的在线监测技术A现场油气分离技术一类是利用某些合成材料薄膜(如聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氟硅橡胶等)的透气性,让油中所溶解的气体经薄膜透析到气室里。
而经薄膜渗透出的气体浓度c与不少因素有关,可写成:
(71)式中C透析到气室的气体浓度,ppm;
k亨利常数;
油中气体浓度,ppm;
P渗透系数,mlcm/(cm2sPa);
A渗透薄膜的面积,cm2;
V接受透析出来气体的气室体积,cm3;
d薄膜厚度,cm;
t渗透时间,s;
图75渗透过来气体(饱和值)与油中气体浓度的关系由式(71)可算出,当气室与油中的气体平衡时,得:
(72)如在60油温时,由试验求出各气体的K值如下:
H2COCH4C2H4C2H6C2H2K1.420.660.270.0760.0530.094若已测出气室中的各气体浓度,则可换算出油中气体的含量。
另一类简便的脱气方法是采用振荡脱气法或超声波脱气法。
振荡脱气就是在一个容器里,加入一定量的含有气体油样。
在一定的温度下,经过充分振荡,油中溶解的各种气体必然会在气油两相间建立动态平衡。
分析气相组分的含量,根据道尔顿亨利定律就可计算出油中原来气体的浓度。
超声脱气法是采用超声波装置,使气液两相迅速达到平衡。
一般超声波的产生方法采用压电法,即利用电声换能器,对压电晶体的逆压电效应,通过施加交变电压,使之发生交替的压缩和拉伸而引起振动,当振动的频率与所加交变电压相同时,使所加频率在超声的频率范围内(即大于20Hz),则产生超声频的振动,因而波长很短,可定向直线传播,超声波在介质中所引起的介质微粒振动,即使振幅极小,也足可使介质微粒间产生很大的相互作用力。
当气体从油中分离出来后,在现场对其定量检测的方法有两大类:
一类仍用色谱柱将不同气体分离开;
另一类不用色谱柱,而改用仅对某种气体敏感的传感器,它易于制成可携带型。
例如目前比较成熟的检测氢气或可燃气体总量(TCG)的仪器,它不但可直接安装在变压器上作连续监测,也可制成轻便的可携带型。
因为无论是过热型或放电型故障,油中含H2量或TCG量都将增长,检测油中溶解气体里的H2含量或TCG总量对发现故障有一定敏感性。
B油中氢气的在线监测图76油中氢气含量监测仪原理图C油中多种气体的在线监测77变压器油中气体在线监测结构图图78电力变压器色谱在线监测原理框图a油气分离技术01020304050607080901001100.00.20.40.60.81.0Prt(h)图79高分子膜透气速率曲线(a)常规聚四氟乙烯膜(厚度0.18mm)CH4H2COC2H2C2H4C2H60510152025300.00.20.40.60.81.01.2Prt(h)(b)带微孔聚四氟乙烯膜(厚度0.18mm)CH4H2COC2H2C2H4C2H6b色谱柱技术从油中渗透的是六种气体的混合气体,必须把它们分离出来。
常规用于色谱检测分离混合气体的色谱柱一般由两根色谱柱组成,每根色谱柱分别负责分离23种气体.柱前压力为0.2MPa时色谱柱分离效果如下所示:
图7-10色谱柱分离效果图c气敏传感器技术由于监测的气体是先用渗透膜分析出变压器油中的6种气体,后用色谱柱对6种气体再分离,所以要求传感器对6种特征的气体灵敏度都较高,而对选择性的要求就相对较低。
采用热线型半导体传感器的结构是将加催化剂的SnO2覆盖在铂丝上,烧结成半导体敏感膜,铂丝用作加热,又与半导体敏感膜连在一起,这两个电阻并联作为测量元件。
它的特点是体积小,功耗低,敏感材料活性高,可满足在线色谱监测的要求。
d控制系统监测开始依次呼叫各终端机自动关机是终端机应答正确?
终端机数据准备好?
否是显示错误信息显示等待信息否依次接收各终端机数据算出气体含量,用三比值法判断有故障?
是否将气体含量存入数据库声光报警,打印故障信息向上一级系统传送监测结果图710色谱在线监测终端机控制原理图由在线色谱监测系统输出的气相谱图如图711。
得到这些气体的含量,就可根据三比值准则,利用计算机进行故障分析,可以诊断变压器中局部放电、局部过热、绝缘纸过热等故障。
图7-12六种气体色谱图例7.2.2局部放电的在线监测局部放电的在线监测目前变压器在线监测方法主要采用脉冲电流法和超声检测法。
A脉冲电流法图7-15测量局部放电的原理图(a)并联法;
(b)串联法(c)电桥法图716变压器局部放电脉冲电流法测量原理图H.V.Bg高压套管;
B.T高压抽头;
NP中性点;
MC微音器;
RC-Rogowsky线圈;
CD电流脉冲监测器;
O.F光缆;
P.O脉冲振荡器;
O.R光接收器;
O.T光发送器;
C计数器;
S.O模拟脉冲振荡器;
J传播时间的判断;
DIS显示装置;
PR打印机图7-17脉冲鉴别系统原理图图718选频法加脉冲鉴别法测量原理B电超声联合法图719电超声法原理图油浸电力设备色谱在线监测及诊断系统的研究上海交通大学电气工程系上海交通大学电气工程系肖登明教授肖登明教授1选题意义22国内外研究状况国内外研究状况油色谱在线监测系统原理本课题研究内容本课题研究内容11用渗透能力更强的油气分离膜,缩短检测周用渗透能力更强的油气分离膜,缩短检测周期期22用一根柱高效分离用一根柱高效分离HH22、COCO、CHCH44、CC22HH22、CC22HH44、CC22HH66六种气体,而且使用方便、易于维护六种气体,而且使用方便、易于维护33采用新型传感器,以得到更好的灵敏度、精度、稳采用新型传感器,以得到更好的灵敏度、精度、稳定性定性44设计抗干扰能力强、自动化程度高的监控系统设计抗干扰能力强、自动化程度高的监控系统55研究基于研究基于ANNANN的色谱故障诊断技术,使判断正确率的色谱故障诊断技术,使判断正确率有所一定提高。
有所一定提高。
油气分离技术的研究油气分离技术的研究1能渗透能渗透H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6六种气体,而且渗透饱和时间短六种气体,而且渗透饱和时间短2良好的化学稳定性,耐油、耐一定程度的高良好的化学稳定性,耐油、耐一定程度的高温(温(800C)3一定的机械强度,在运行中不发生蠕动变形和一定的机械强度,在运行中不发生蠕动变形和破损,使用寿命长破损,使用寿命长几几种种膜膜饱和时间比较饱和时间比较渗透时间与孔径的关系小小结结11对对油油中中溶溶解解的的H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6六六种种气气体体,用用带带微微孔孔的的聚聚四四氟氟乙乙烯烯膜膜,可可在在一一天天内内达达到到渗渗透透饱饱和和,透透气气速速度度明明显显优优于于常规聚四氟乙烯膜和常规聚四氟乙烯膜和PFA膜膜22薄薄膜膜微微孔孔的的最最佳佳孔孔径径为为8-10m,可可以以同同时时满满足渗透时间和强度的要求足渗透时间和强度的要求气相色气相色谱技技术的研的研究究1气相色谱分析原理气相色
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力变压器 在线 监测