高压电力设备在线监测技术-第8章-电力变压器在线监测与诊断课件.ppt

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1、第八章电力变压器在线监测与故障诊断On-linemonitoringandfaultdiagnosisforpowertransformer1本章内容概述变压器绝缘的劣化及诊断内容变压器局部放电的在线监测温度的监测含水量的监测变压器寿命的预测2§8.1概述电力变压器在电力系统中的作用电力系统发电厂升压变压器高压输电网降压变压器用户配电网3一次绕组铁心磁通二次绕组电力变压器的工作原理N1N2U1U2电力变压器结构1.主绝缘2.箱体3.绕组4.绝缘座5.支座6.套管7.散热器8.围屏9.分接开关电力变压器内部结构变压器绕组截面电力变压器铁心电力变压器外观为了使设备的外形尺寸保持

2、在可以接受的水平，现代变压器相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式。因此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提高。同时由于电网规模的增大，变压器故障所带来的影响也越来越大。电力变压器事故现场(1)电力变压器事故现场(2)变压器故障统计故障类型(根据164台次故障数据统计)1电气设计10%2机械设计7%3制造工艺13%4材料品质17%5不适当的短路应力7%7不适当维修7%8操作错误3%9雷电3%10未知原因23%11其他10%*IECGuideforReportingFailureDataforPowerTransformers,1996电力变压器“吊芯

3、”检修变压器故障统计发生故障的部位(根据164台次故障数据)1高压套管11%2中压套管2%3低压套管0%4绕组端部接线5%5高压绕组23%6中压绕组17%7低压绕组1%8绕组分接开关0%9接头4%10磁路4%11屏蔽体绝缘3%12铁心绝缘5%13铁心夹件1%14绕组夹件6%15油循环系统1%16油箱2%17换热器1%18分接开关3%19有载分接开关0%20除湿器0%21附件1%22未知部位5%23其他6%51%的主要故障均涉及绝缘(11+23+17根本原因)*IECGuideforReportingFailureDataforPowerTransformers,1996统计

4、结论有相当数量的故障原因不明。绝大多数故障与绝缘有关。这一方面反映了调查不充分,或者缺乏决定性证据,或缺乏足够的知识对故障进行判断。主要故障原因受潮；短路应力造成的绕组变形；由于检修造成的绕组接头接触不良；铁心多点接地。绕组变形变压器主要故障类型绕组接头不良围屏树枝状放电分接开关烧蚀过热在热和电的作用下，绝缘油会逐渐老化、分解而产生各种低分子烃、氢气以及有机酸和石蜡等；而以纤维素为基础的固体绝缘材料（纸和纸板）发生劣化分解时，除释放出水、醛类、酮类和有机酸外，还会产生相当数量的一氧化碳和二氧化碳。绝缘的分解与劣化§8.2变压器绝缘的劣化及诊断内容绝缘系统变压器油CnHm固体

5、绝缘纤维素(C6H10O5)nDP值降低C,CO,CO2H2OFurfuralsolidparticles油特性的衰退H2CH4,C2H4C2H6,C2H4,C2H2CO,CO2acidsresin电应力热应力联合应力作用及其影响目前110kV及以上等级的大型电力变压器仍主要采用油纸绝缘结构。绝缘油同时承担着绝缘介质和冷却媒质两方面的作用。同人类的血液，除自身的设计功能外，还能够通过其性能的变化，和内涵物的改变反映设备内部绝缘的状况。变压器油及其对故障分析的作用变压器固体绝缘的老化：纤维素的降解CH2OHOOHOHOHCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOOHA

6、cidsCH2OHOOHOHOCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOHOH(water)纤维素(C6H10O5)nOCHOHHHHOHHOHCO80°C-300°C+++CH2OHOHOHOOHHHHHOHOH+C变压器固体绝缘的老化产物糠醛铜屑齿轮碎片电弧熔粒绝缘纤维变压器油中的颗粒变压器的重要试验项目测量绕组的绝缘电阻、吸收比及极化指数；测量绕组连同套管的泄漏电流及tanδ；测量非纯瓷套管的tanδ及C;测量绕组连同套管的导电部分的直流电阻；测量铁芯对地的绝缘电阻；油箱及套管中的绝缘油试验；油中溶解气体的色谱分析；绕组连同套管的交流耐压；油中微量水分测量。绕组温度；

7、铁心接地电流；油中溶解气体分析（DGA）；局部放电（PD）。变压器故障的有效检测项目28§8.3变压器局部放电的在线监测四种典型局部放电形式当A=1时，从左到右依次为单指数衰减、单指数振荡衰减、双指数衰减和双指数振荡衰减。29(a)典型非振荡信号时域图(b)含噪声非振荡信号时域图(c)典型振荡信号时域图(d)含噪声振荡信号时域图典型局部放电波形与实际波形对比30局部放电检测与诊断方法31套管换油伐接地线检测传感器变压器内部绕组结构示意还需解决的问题：1）局部放电电磁波传输机理；2）检测放电的有效性；3）PD产生的E