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变压器典型缺陷局部放电特性及与油中溶解气体对应关系研究

梁流铭  
【摘要】: 大型变压器是电力工业中最重要、最昂贵的关键设备之一,开展大型电力变压器的状态监测与故障诊断技术研究,及早发现电力变压器早期绝缘潜伏性故障,对于保证电力变压器及整个电力系统的安全、可靠、稳定运行及促进电力设备维修体制从定期维修向预知维修或视情况维修转变具有重要的理论实际意义。 本文通过对电力变压器结构及绝缘特点和常见内部故障的分析,在研究变压器油及其固体绝缘材料成分、气体产生机理基础上。以典型缺陷局部放电模型模拟局部放电故障,研究局部放电的发展特性及油中溶解气体的变化规律。在此基础上探索局部放电与油中溶解气体的对应关系,具体研究内容如下: ①设计模拟变压器油箱,制作油中沿面放电和油纸气隙放电两种典型缺陷,通过局部放电试验发现:油中沿面放电随放电时间的增长,最大放电幅值先增大再减小的趋势;油纸气隙放电随放电时间的增长,最大放电幅值有较大的增加。油中沿面放电相位特征谱图H_(qmax) (φ)和H_n(φ)的统计参量Sk、Ku、Asy和cc随着放电时间增长而增大,油纸气隙放电相位特征谱图H_n(φ)的Sk和Ku随放电时间增长而增大,其它统计参量随放电时间增长变化没有规律性。 ②通过油中溶解气体组分、浓度及其绝对产气速率来分析两种典型缺陷局部放电发展过程中油中溶解气体的变化特性。油中沿面放电产生的气体以H_2、CH_4和CO为主,伴随有C_2H_6、C_2H_4和C_2H_2气体产生,随着放电时间的增长,H_2和CH_4气体绝对产气速率先增加再较小的趋势;每种气体的增长速率不同,放电0.5h时H_2占氢烃的75.5%,放电4h时H_2占氢烃的89.1%。油纸气隙放电产生的主要气体为H_2、CH_4和CO,随放电时间的增长,气体含量增加较慢,绝对产气速率呈下降的趋势;放电0.5h时H_2占氢烃的64%,放电4h时H_2占氢烃的67.9%。 ③基于油中溶解气体的变压器局部放电模糊诊断方法,结合三比值法和改良三比值法,通过大量的模拟实验数据表明:局部放电对应的故障编码不唯一,与局部放电相关程度最大的编码是“100”,而改良三比值法认为局部放电对应的编码是“010”。


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