診斷電力變壓器絕緣老化,并推斷其剩余壽命的方法如下:
(1)利用氣相色譜法測定CO和CO2生成量由于絕緣紙老化會分解出CO和CO2,所以測量CO和CO2生成總量可以再一定程度上反映紙的老化情況。但是,絕緣油氧化,國產(chǎn)變壓器中使用的#1030或#1032漆在運行溫度下都出分解出CO和CO2,這就給分析帶來一定的困難,有時得不到明確的結(jié)論。
(2)測量絕緣紙的聚合度。測量變壓器絕緣紙的聚合度(指絕緣紙分子包含纖維素分子的數(shù)目)是確定變壓器老化程度的一種比較可靠的手段。紙聚合度的大小直接反映了紙的老化程度,它是變壓器絕緣老化的主要判據(jù)。當(dāng)聚合度小于250時,應(yīng)引起注意。然而,這項試驗要求變壓器停運、吊罩,以便取紙樣。因此,正在運行的變壓器無法進(jìn)行這項試驗。
(3)測量油中的糠醛濃度。絕緣紙中的主要化學(xué)成分是纖維素。纖維素大分子是由D-葡萄糖基單體聚合而成。當(dāng)絕緣紙出現(xiàn)老化時纖維素歷經(jīng)如下化學(xué)變化:D-葡萄糖的聚合物由于受熱,水解和氧化而解聚,生成D-葡萄糖單糖。D-葡萄糖單糖很不穩(wěn)定,容易水解,最后產(chǎn)生一系列的氧環(huán)化合物。糖醛是絕緣紙中纖維素大分子解聚后形成的一種主要氧環(huán)化合物。它溶解在變壓器的絕緣油中,是絕緣紙因降解形成的主要特征液體?梢杂酶咝б合嗌V分析儀測出其含量,根據(jù)濃度的大小判斷絕緣紙的老化程度,并根據(jù)糠醛的產(chǎn)生速率(ppm/年)可進(jìn)一步推斷其剩余壽命。糠醛分析的優(yōu)點是:
1)取樣方便,用油樣量少,一般只需油樣十至十幾毫升。
2)不需變壓器停電。
3)油樣不需特別的容器,保存方便。
4)糠醛為高沸點液態(tài)產(chǎn)物,不易逸散損失。
5)油老化不產(chǎn)生糠醛。
其缺點是,當(dāng)對油做脫氣或再生處理時,如油通過硅膠吸附時,則會損失部分糠醛,但損失程度比CO和CO2氣體損失小得多。
應(yīng)指出,油中糠醛分析對于運行年限不長的變壓器,還可以結(jié)合油中CO和CO2含量分析來綜合診斷內(nèi)部是否存在固體絕緣局部過熱故障。所以可以作為變壓器監(jiān)督的常規(guī)試驗手段,《規(guī)程》建議在以下情況檢測油中糠醛含量:
1)油中氣體總烴超標(biāo)或CO、CO2過高;
2)500kV變壓器和電抗器及15OMVA以上升壓變壓器投運2~3年后;
3)需了解絕緣老化情況。
通過對油中糠醛含量的檢測可為下列情況提供判斷依據(jù):
1)已知變壓器存在內(nèi)部故障時,該故障是否涉及固體絕緣材料;
2)是否存在引起變壓器繞組絕緣局部老化的低溫過熱;
3)判斷運行年久變壓器等的絕緣老化程度。
油中糠醛含量的判斷,《規(guī)程》規(guī)定如下:
1)糠醛含量超過表中所列數(shù)時,一般為非正常老化,需連續(xù)檢測,并注意增長率。
運行年限
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1~5
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5~10
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10~15
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15~20
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糠醛量
(mg/L)
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0.1
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0.2
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0.4
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0.75
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變壓器油中糠醛含量參考值表
2)測試值大于4mg/L時,認(rèn)為老化已比較嚴(yán)重。變壓器整體絕緣水平處于壽命晚期。此時宜測定絕緣紙(板)的聚合度,綜合判斷。
有的研究者認(rèn)為油中糠醛含量達(dá)到1~2mg/L,變壓器絕緣劣化嚴(yán)重;油中糠醛含量達(dá)到3.5mg/L,變壓器絕緣壽命終止。
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