电力变压器固体绝缘故障的诊断.pdf

冶金设备管理与维修 第2 8 卷2 0 1 0 年第2 期( 总第 1 4 6 期) 电力变压器 固体绝缘故障的诊断 李锡刚孙业锁 ( 莱钢集团公 司动力部莱芜 2 7 1 1 0 4 ) 摘要通过研究在故障涉及 固体绝缘时， 其它特征气体组分与C O、 CO 间的伴生增长情况， 提出了一种 动态分析变压器绝缘故障的方法。并着手建立故障气体的增长模式， 为预测故障的发展提供 了新的判据。 关键 词 固体 绝缘特征 气体预防 l 引言 为了使设备 的外形尺寸保持在可以接受的水 平， 现代变压器的设计采用了更为紧凑的绝缘方 式 ， 在运行 中其 内部各组件间的绝 缘所需 承受 的 热和电应力水平显著升高。1 l O k V及 以上等级 的 大型电力变压器主要采用油纸绝缘结构 ， 主要 的 绝缘材料是绝缘油和绝缘纸 、 纸板。 当变压器内部故障涉及固体绝缘时， 无论故 障的性质如何 ， 通 常认 为是相 当严重 的。因为一 旦 固体材料 的绝缘性能受到破坏 ， 很可能进一步 发展成主绝缘或辅 绝缘的击穿事故 ， 所 以纤维材 料劣化引起的影 响在故 障诊断 中格外受到重视 。 而且， 如能确定变压器发生异常或故障时是否涉 及固体绝缘， 也就初步确定了故障的部位， 对设备 检修工作很有帮助。 2 判断固体绝缘故障的常规方法 C O、 C O 是纤维材料 的老化产物 ， 一般在非故 障情 况下也有大量 积累 ， 往往很难判断经分析所 得的 C O、 C O 含量是因纤维材料正常老化产生 的， 还是故障的分解产物。 使用变压器单位纸重分解并溶于油中的碳的 氧化物总量， 即( C O + C O ) m L ／ g 来诊断固体绝缘故 障。但是， 已投运的变压器的绝缘结构、 选用材料 和油纸 比例随电压等级 、 容量 、 型号及生产工艺 的 不同而差别很大 ， 不可能逐一计算每台变压器中 绝缘纸的合计质量， 该方法因实际操作困难， 难以 应用； 并且， 考虑全部纸重在分析整体老化时是比 较合理的， 如故障点仅涉及固体绝缘很小的一部 分时， 使用这种方法也很难比单独考虑C O 、 C O 含 量更有效 。 跳电。至此 ， 矫直机输入辊道变频器频 繁跳 电原 因已经清楚 。 ＼ 八 j { - ／ ’ ＼ 3 ＼ ， 、 r 、 ￡ = = ＼广 玉 ＼ | L j | ／ ＼ — 、 ／ 、 _ — — ／ 、 ， 6N 。 ’ i }． f 7＼ ——／ — ＼， ＼、 厂 一 ， ’ 图6 矫直机主辊驱动电机变频器参数优化后波形 1 一矫 直机 主辊 电动机 速度给 定； 2 一 矫直机 主辊 电动机速度 反馈 ； 3 一 矫直机输入 辊道 ( 1 ) 电动机 速度 ； 4—矫 直机主辊 电动 机 电流； 5 一 矫直机输入 辊道( 1 ) 电动机 电流 ； 6 —矫 直机输入辊道 ( 2 ) 电动机速度 ； 7 —矫 直机输入辊道 ( 2 ) 电动机 电流 通过对矫直机输入辊道负荷情况的计算、 分 析和试验 ， 找到了矫直机输入辊道跳 电的真正原 因， 采取对矫直机主辊驱动电动机变频器进行参 数优化 ， 调整其负荷限幅值 ， 此问题得到了解决。 其运行时的波形记录如图6 所示。由波形记录看， 设备运行良好， 跳电现象已基本消除。 5结 论 通过对矫直机输入辊道负荷情况的计算 、 分 析和实验， 其结果表明： 在对变频器的参数进行设 定时， 低频时的转矩补偿如果设定太大， 其结果必 将使空载电流增加 ， 使变频器过负荷能力降低。 同样因负荷转移造成的变频器过负荷跳电现象也 时常存在。 参考文献 [ 1 ] 佟纯厚． 近代交流调速[ M] ． 北京： 冶金工业出版社． 1 9 9 5 年 5 月 ： 9 — 1 0 ． ( 2 0 0 9 _ 一0 3 — 1 0收稿 ) 一 31— 第2 8 卷2 0 1 0 年第2 期( 总第 1 4 6 期) 冶金设备管理与维修 以C O ／ C O 的比值作为判据， 来确定故障与固 体绝缘问的关 系。认为 C O ／ C O ： >0 ． 3 3 或 0 ． 0 1 时， 认为变量间 是显著相关的； 0 ) ， 即产气速率 =a t +b不断增大， 与 时间成正比。这常与突发性故障相对应， 故障功 率及所涉及的面积不断变大， 这种故障增长模式 往往非常危险。 ( 2 ) 负二 次型 ： 总烃 的变 化规律见式 1 ， 只是 a < 0 ， 产气速率的变化规律与正二次型相同， 即总 烃 C =增高到一定程度后， 在该值附近波动而不再 发生显著变化。多与逐渐减弱的或暂时性的故障 形式相对应 ， 如在系统短路情况下的绕组过热及 系统过电压情况下发生的局部放电等。 ( 3 ) 一次型 ： 式 1 中当a =- O时 ， 总烃的变化规律 为线性增长模型， 是一种与稳定存在的故障点相 对应的产气形式。产气速率为固定的常数b ， 通常 只有当故障产气率b 或总烃c 大于规定值时才认 为故障严重。 5结论 ( 1 ) 电力变压器油中溶解气体的产生总有其 内在的原因， 根据故障的主要特征气体与C O的伴 生增长情况 ， 即可判断故障点是否涉及固体绝 缘 。这种方法基本上不受累积效应 的影响 ， 不存 在注意值的限制， 可以随时分析溶解气体的变化 规律， 及时发现可能存在的潜伏性故障。 ( 2 ) 对运行中的电力变压器， 其故障的产气过 程并不都是线性增长的 ， 存在着其他 的增长模 式。统计结果表明： 总烃含量如果呈正二次型增 长， 则大多为严重的破坏性故障； 而当故障产气线 性增长时， 则故障点相对稳定； 若总烃呈负二次型 增长， 多为暂时性故障， 一般危害不大。 ( 2 0 0 1 — 1 3收稿 )