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变压器故障的核磁共振分析方法研究

郝建军  
【摘要】: 电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一,其运行状态直接影响系统的安全水平。及早发现变压器的故障,保证变压器的安全运行,是电力部门关注的一个重要问题。已有的故障监测方法各有利弊,探索新的变压器故障诊断方法,提供优越的检测手段,对确保变压器安全运行具有重要的现实意义。 本文将核磁共振(NMR)方法用于变压器油的分析,研究了故障检测方法。通过变压器油的核磁共振弛豫过程测得横向弛豫时间T_2的值,由经验公式可计算出变压器油的粘度值,结果表明变压器油的粘度随着老化时间的增加而升高,这与变压器油热老化理论相符。用NMR二维J-分解谱能根据官能团的化学位移和耦合常数将CHn组分置于二维空间的不同区域,用谱积分法得到的各组分值与样品中组分含量具有良好的线性关系,各组分含量与变压器油酸值等参数之间具有一定的关联;由J-分解谱得到的各组分含量,经多元线性回归可得变压器油相关物性参数的预测方程。据此,研究核磁共振用于变压器油的分析方法,通过建立一定的关联数据,观测变压器油各参数的动态变化,监测变压器的运行情况,及时检测变压器故障。 在理论研究基础上,对变压器油进行了热老化模拟实验,用化学方法对110℃、120℃、130℃、140℃下的热老化样品中的糠醛、酸值等进行了测量,得到了这些参量与老化时间的关系。利用核磁共振技术研究变压器油的酸值、粘度在热老化过程中的核磁共振特性变化。结果表明:核磁共振技术可以得到各组分值与样品中组分含量具有良好的线性关系,并能得到变压器油在快速老化过程中各参数与老化时间有确定的动态变化关系。因此,通过变压器油在各种故障情况下的参数测定,建立标准的参数库,利用核磁共振技术可以很好地检测变压器的故障。


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