变压器用酯类绝缘液浸渍纸系统模拟低温热故障下的DGA分析

变压器用环境友好绝缘液的应用近年得到了快速发展，天然酯、合成酯和改性酯等绝缘液成为变压器新型绝缘材料研究的热点。随着其在110 kV及以上变压器中的推广应用，矿物油填充变压器的溶解气体分析（DGA）故障诊断方法对酯类绝缘液填充变压器不再适用，亟需针对酯类绝缘液提出新的故障分析与诊断的方法。本文将设计的考虑铜油温差的热故障模拟系统用于低温热故障试验，以大豆基天然酯、菜籽基天然酯、山茶籽基天然酯、合成酯和棕榈基改性酯5种绝缘液为研究对象，对比分析了其在200℃和300℃低温热故障时纯绝缘液和绝缘液浸渍纤维素纸绝缘系统下的油中溶解气体实验结果，并讨论了IEC三比值法和Duval五边形法两种判据方法的适用性。结果表明：IEC三比值法仍适用于天然酯、合成酯的200℃和300℃低温热故障判定；Duval五边形法能够用于天然酯的低温热故障判定，经修正调整可对合成酯进行判定，但是改性酯的DGA判定结果与矿物油、天然酯判据规律不一致，基于矿物油的Duval五边形法不适用于棕榈基改性酯的低温热故障判定。     

天然酯-纸绝缘热老化速度减缓及其原因分析

研究了不同温度下天然酯-纸绝缘中绝缘纸聚合度下降速率、油中微水含量变化趋势,并与矿物油-纸绝缘的试验结果进行对比,初步分析了新型绝缘液体天然酯抑制绝缘纸老化的化学机制和物理机制.通过研究得出,老化温度每升高20℃,绝缘纸聚合度平均下降速率将变为原来的3～4倍;相同老化温度下,矿物油中绝缘纸聚合度平均下降速率是天然酯中绝缘纸聚合度平均下降速率的两倍多;天然酯能通过吸收水分、消耗水分和水解保护等方式减少绝缘纸中水分含量,减缓绝缘纸老化速度;天然酯中水分并不会无限增加,而是能够通过化学反应方式抑制自身水分增加;天然酯通过和纤维素分子中羟基发生酯交换反应抑制绝缘纸热应力下的水解作用.     

环保型抗老化变压器油的生物降解性和对绝缘纸热老化影响

研究了环保型抗老化变压器油的生物降解性,并通过加速热老化试验研究了该油和纸组成的油-纸绝缘热老化特性,结果表明该油老化速度明显慢于矿物油,而且由其浸渍的绝缘纸聚合度明显高于矿物油浸渍的绝缘纸聚合度。用红外光谱证明了该油通过酯交换反应抑制绝缘纸老化;通过对低分子酸的测量,表明该油能抑制低分子酸的产生;通过分子模拟,在分子层面上提出环保型抗老化油具有束缚水分子的作用。     

变压器用耐高温绝缘纸性能对比分析

为了研究植物油与耐高温绝缘纸构成的绝缘系统在变压器中应用的可行性,以牛皮纸为基准,对比研究了热改性纸(TUK)、Nomex?T910的初始力学性能与浸渍不同绝缘油后的电气强度。同时依据IEC/TS62332-1:2011搭建双温热老化平台,对天然酯FR3浸渍Nomex?T910的绝缘系统进行了热评定。结果表明:T910的拉伸强度与撕裂强度满足变压器的制造要求,浸渍绝缘油后的电气强度高于牛皮纸、TUK。在绝缘纸温度为180℃、绝缘油温度为115℃时,铜导体内侧天然酯浸渍Nomex?T910绝缘系统的寿命为259 h,外侧天然酯浸渍T910绝缘系统的寿命为576 h,均高于矿物油浸渍牛皮纸绝缘系统的寿命,表明天然酯浸渍Nomex?T910绝缘系统的耐热性优于矿物油浸渍牛皮纸绝缘系统的耐热性。     

基于天然酯油的绿色变压器

2014年世界上首台使用天然酯绝缘油的420 k V电力变压器成功投入运行。这是420 k V电压等级电力设备中替代矿物油的重要一步和成功案例,在环境和健康保护方面具有重大意义。天然酯油的低燃点特性降低了在人口高密度地区使用变压器的潜在风险,也降低了在城市特别是大型城市中安装变压器在防火方面的费用。使用天然酯油的变压器对水资源无污染,这也使在高环保要求地区安装变压器成为可能。     

三元混合式绝缘油与绝缘纸板“液–固”组合体系的沿面闪络特性

油浸式电力变压器中油-纸绝缘体系的"液–固"交界面易发生沿面闪络,导致变压器绝缘失效。为考察新型三元混合式绝缘油对油-纸绝缘体系沿面闪络电压的提升效果,为此以矿物油–纸绝缘为参比,研究了交流电压下三元混合式油–纸绝缘体系的沿面闪络特性,分析了沿面闪络电压、油浸纸板表面损伤、以及沿面闪络后的油中溶解气体特性。结果表明:当针–板电极间距离由5 mm增大至20 mm时,与矿物油–纸绝缘体系相比,三元混合式绝缘油-纸绝缘体系的沿面闪络电压约高10%~20%,主要原因在于三元混合式绝缘油–纸绝缘体系中针电极尖端的电场值较小,且三元混合式绝缘油的击穿性能优于矿物油。经历多次沿面闪络后,三元混合式绝缘油浸渍纸板的表面损伤程度弱于矿物油浸渍纸板,且三元混合式绝缘油中溶解的C2H2及总烃类气体含量低于矿物油。该结果为安全应用三元式混合绝缘油提供了数据支撑。     

天然酯-纸绝缘与矿物油-纸绝缘的热老化及工频击穿特性对比

天然酯具有良好的电气、抗老化和环保等优越性能,被认为是矿物绝缘油的良好替代品。研究天然酯-纸绝缘的热老化产物生成规律和工频击穿特性,对于确保天然酯在变压器中的安全应用具有重要的理论和实际意义。为此,以天然酯和矿物油分别与普通绝缘纸组成油纸绝缘试品,在110°C和130°C下分别进行了加速热老化试验,对比分析了两种绝缘组合的老化产物生成规律和工频击穿特性。结果表明:在老化过程中天然酯中水分质量分数比矿物油高1个数量级;130°C老化时天然酯浸纸的水分质量分数高于矿物油浸纸,110°C时却相反;两种油的酸值随老化时间增加均增大,老化温度越高酸值越大,且天然酯酸值高于矿物油,110°C时天然酯浸纸中酸值也高于矿物油浸纸;虽然在热老化过程中,天然酯及其油浸纸的水分、酸值要高于矿物油及其油浸纸,但天然酯-纸绝缘比矿物油-纸绝缘具有更高的工频击穿电压。     

天然酯变压器的精细化热分析与电气强度校核

由于天然酯油的理化特性,以天然酯油为冷却介质的变压器温升高于同结构矿物油变压器的温升。为了解决天然酯油变压器温升较高,且无可靠解析计算式的问题,以一台型号SWFZ–40000/132天然酯变压器为研究对象,建立变压器电磁场和流体场的精细化仿真模型,精确计算变压器的损耗;分析研究轴向油道高度对变压器绕组温升的影响,合理设计变压器的冷却结构,有效抑制变压器的绕组热点温升;校核变压器的主绝缘强度,保证变压器电气安全性。最后通过变压器的试验验证了理论分析的正确性。     

采用植物油浸渍耐高温纸的配电变压器过载能力

目前,我国电网配电变压器在北方农村春节与南方夏季的城中村均存在着耐受过载能力不足的问题。采用植物油浸渍耐高温纸的绝缘系统是解决此问题的主要技术途径之一。对一台型号为S13-M(B)-400/10的变压器在过负荷曲线作用下的温升情况进行计算分析,得到最高热点温升出现在两倍负载结束时,使用矿物油为绝缘液体时,最高热点温升为95.1K,该热点温升超过了标准中规定的热点温升限值78K。计算得出使用植物油时的最大热点温升为97.9K。通过在使用FR3植物油浸渍Nomex?T910纸的变压器中安装光纤温度传感器,测得过负荷曲线作用下最大热点温升为97.4K,二者结果吻合并且满足相应的热点温升不大于110K的要求。验证了计算结果,说明采用植物油浸渍耐高温纸的绝缘系统可以满足长期紧急过载配电变压器的要求。     

天然酯与矿物油纸绝缘的加速热老化特性研究

用天然酯和矿物油分别与普通变压器纸组成试品,在3个不同温度下分别进行加速热老化试验,研究天然酯-纸绝缘和矿物油-纸绝缘老化特征参量的时效老化规律异同。结果表明：天然酯能有效抑制绝缘纸老化;在各老化温度下,天然酯中酸值随时间变化曲线的拐点所对应的时间与酯中水分含量达到老化过程中最高点的时间相同;天然酯-纸绝缘中,糠醛含量依然可以作为反映绝缘纸老化的重要特征量,糠醛浓度对数值和绝缘纸聚合度之间也存在较好线性关系;天然酯中CO和CO2含量比矿物油中的要低,但CH4、C2H4、C2H6及总烃含量都比矿物油中的要高。     

微氧作用下天然酯变压器油热老化特性研究

天然酯变压器油因不饱和脂肪酸含量较高而易氧化,而变压器因储油罐与空气作用或密封设备产生泄漏等原因,会导致油中溶解微量的氧气.基于此,文章研究了微氧作用下天然酯变压器油的热老化特性,并分析了不同老化时间下油样的电气性能、油色谱特性以及两者之间的皮尔逊相关系数.结果 表明:适时微氧作用能在一定程度上延缓天然酯变压器油电气性能的降低;天然酯变压器油纸绝缘热老化的特征气体为CO2和C2 H6;天然酯变压器油的电气性能与油色谱中CO2-C2H6(油样中溶解的CO2与C2H6的百分比之差)之间存在强相关性.     

天然酯绝缘油中溶解气体研究现状

天然酯绝缘油是一种高燃点的环保液体电介质,主要应用于变压器等电力设备中。油中溶解气体分析(DGA)是变压器故障诊断最有效的方式之一。关于天然酯绝缘油的油中溶解气体监测目前已有一定的研究成果,本文对天然酯绝缘油在油中溶解气体方面的研究进展进行了总体介绍,指出了天然酯绝缘油在未来应用中应注意的关键问题。     

绝缘文摘与专利

天然酯-纸绝缘与矿物油-纸绝缘的热老化及工频击穿特性对比/廖瑞金;张爽;杨丽君;等/高电压技术,2012(04)以天然酯和矿物油分别与普通绝缘纸组成油纸绝缘试品,在110℃和130℃下分别进行了加速热老化试验,对比分析了两种绝缘组合的老化产物生成规律和工频击穿特性。结果表明:在老化过程中天然酯中水分质量分数比矿物油高1个数量级;130℃老化时天然酯浸纸的水分质量分数高于矿物油浸纸,110℃时却相反;两种油的酸值随老化时间增加均增大,     

天然酯替代矿物油的配电变压器设计与仿真

采用有限元容积法进行自然油循环天然酯配电变压器的温度场特性分布仿真设计分析。计算表明,通过加宽油道,可以使R型天然酯和常规矿物绝缘油温度场分布与热点温升几乎一致,制造的天然酯配电变压器样机试验结果验证该方法满足工程设计要求,并对天然酯代替矿物绝缘油的配电变压器设计中的有关经验系数进行探讨。     

变压器铁心接地故障的分析及处理

1 问题的出现佛山电力局某变电站1号主变SFPSZ7－150000/220,1991年安装投运。2000年12月1日在对该变压器进行油色谱分析时,发现油中含有故障特征气体,总烃含量为154μL/L,已超过GB/T7252-1987《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定的注意值,于是对该台变压器进行追踪监测。     

矿物油变压器注换两种酯类绝缘油的研究

本文主要研究了传统矿物油变压器注换酯类绝缘油包括天然酯及单酯绝缘油的可行性问题,首先研究了两种酯类绝缘油与矿物油混合后的常规电气、理化特性,在此基础上,分别使用两种酯类绝缘油对两台10 kV矿物油变压器进行注换,并测试注换前后变压器的整体特性。结果表明：使用单酯绝缘油注换矿物油变压器后,变压器的温升有所降低,对地电容提...     

变压器中纸绝缘热老化的试验研究

本文介绍了利用高效液相色谱法判断变压器中纸绝缘热老化的原理。用此方法对纸在试验室不同条件下进行了老化研究。通过测定纸的聚合度(DP)及用液相色谱法测定变压器油中的糠醛含量而发现:在油纸绝缘中,纸的聚合度降低与油中糠醛含量的增强为线性关系。作者还对近200台220千伏及以下的运行变压器的油中糠醛含量作了普测,取得了有实用价值的数据。     

传统矿物绝缘油配电变压器直接更换天然酯绝缘油可行性研究

将一台传统矿物绝缘油配电变压器依次注入天然酯绝缘油和矿物绝缘油并进行多项试验对比研究。结果表明:注入天然酯绝缘油后的配电变压器外施耐压、感应耐压及绝缘油试验均能满足标准要求,且声级低于矿物绝缘油变压器1.5 dB。由于天然酯绝缘油运动黏度较大,注入天然酯绝缘油后配电变压器温升比矿物绝缘油变压器略高,但仍在允许范围内。可见将传统矿物绝缘油配电变压器绝缘介质直接更换成天然酯绝缘油具有一定的可行性。     

基于糠醛含量分析的电力变压器绝缘老化诊断

对油中糠醛含量、溶解气体含量和绝缘纸聚合度等数据进行了分析,并提出了电力变压器绝缘老化诊断模型.     

变压器长时间尺度油中溶解气体演化规律分析

变压器油中溶解气体分析是变压器状态监测与故障诊断的重要环节。随着老化程度的加深,变压器油中溶解气体会发生变化,然而当前对运行老化过程中变压器油中溶解气体演化规律的研究,主要依托试验室以绝缘材料试样的方式开展,该方式受限于试验条件,其模拟绝缘材料老化的时间较短,很难准确表征实际变压器油中溶解气体的演化规律。基于此,以两台不同电压等级的实际运行变压器为样品,分析了其长时间尺度下油中溶解气体各个组分的变化规律,并探讨了各个组分的相关关系,研究结论能为长时间尺度下变压器油中溶解气体演化规律提供参考。