500kV电力变压器中杂质颗粒对油电气性能影响.pdf.pdf

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网友ictor821近日为您收集整理了关于500kV电力变压器中杂质颗粒对油电气性能影响.pdf的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：第 22卷第 3期 1995年 7月华 北 电 力 学 院 学 报 Joumal ofNorth China Inst.ofEkx￣ c Power Vo1.22 No.3 July 1995 500kV 电力变压器中杂质颗粒对油电气性能影响王淑娟 时王景丽 王景春 邵振英,/ 了M三~ 占 r - — — ~ ’— ——— 一 (华北电力学院北京研究生部,北京 10Oo85)(保定变压器厂,保定 0710OO) 摘 要利用#LPS一16型液体微粒光谱仪调查了国内 30台 500kV变压器油中颗粒苎 。堡鸯油. ) /、』躇孥中图分类号: TM 855 ’前言电力工业的飞速发展促使电力变压器的发展趋势为超高压特大容量。目前,5O0kV 电压等级的电力变压器已经在我国许多地区投入运行,更高电压等级产品的研制也已成为我国变压器制造行业的紧迫课题,而如何保证变压器的运行可靠性也得到越来越多的重视。高电压等级的变压器在设计制造时均采用了紧凑型绝缘结构,变压器中各部分绝缘承受的场强高于低电压等级的变压器,因此要求变压器油具有更好的绝缘性能。纯净的变压器油具有较好的电气性能,但微量杂质的存在就会大大影响其绝缘强度,即油中水分、气体老化产物和杂质颗粒对变压器油的污染程度决定了它的绝缘性能…。对于油中水分和气体杂质,国内外已有了较先进的测量方法和较完善的定量评价标准,但对油中杂质的研究还不够深人,国内外许多关于运行中变压器质量标准(如我国电力部颁标准屋标 GB7595—87、美国 AS 标准、英国 BS标准、IEC 标准)均规定,对于油中杂质颗粒项目只作外观目测,要求无可见杂质。但近年来,杂质颗粒影响油绝缘性能这一问题越来越突出,尤其是对于现代超高压、大容量变压器,当电压等级达到 400kV 及以上时,必须考虑油中悬浮的杂质颗粒的影响[21 变压器油的电气强度与油中颗粒浓度、粒度、形状、类型有关。通过减少油中杂质可有效地提高油的击穿场强,因此有必要进行油中颗粒对油电气性能影响的研究,找出其影响程度和规律,为制订投运前和运行中变压器有关杂质颗粒项目的试验方法和定量评价标准提供理论和试验依据,并将油中杂质颗粒含量作为变压器制造和运行过程中应予以重视的因素。收稿日期 l995—03—13 维普资讯● 第 3期 王淑娟等:500kV电力变压器中杂质颗粒对油电气性能影响 25 1 变压器油中杂质颗粒含量及分布情况 1.1 油中杂质颗粒的来源变压器油中杂质颗粒主要是纤维、碳及各种金属(铜、铁等)杂质,其来源有以下三种途径: ①变压器油中固有的杂质,如在油精制、装桶、运输过程中混入的杂质。②变压器制造和装配过程中混入的杂质.如制造时空气中粉尘对器身的污染,绝缘材料加工时因磨擦产生的碎屑,绕组、铁芯、引线等固体部件上掉落的碎屑及由于电磁线生产、绝缘漆膜、焊接等工艺引入的杂质。③变压器运行过程中产生的杂质。如内部放电、油泵和分接开关触头等机械部件腐蚀、磨损、撞击,纸板上的纤维因老化被高速油流冲走等。 1.2 国内变压量油中颗粒含量分布情况从保定变压器厂、大同二电厂、邹县电厂、平圩电厂、姚盂电厂、瓶窑变电站、华鲁电厂、神头电厂国内 8个单位的 3O台 500kV新变压器(4台)及运行变压器(26台)中抽取油样,对国内变压器油中杂质颗粒的污染情况进行调查。运行变压器的运行年限为 3~l0 年,对调查颗粒含量及分布情况是有代表性的。油中颗粒杂质的计量选用美国 PM S公司生产的 LPS—l6型液体微粒光谱仪,采用光散射型传感器,在净化室内可测量油中 0.5~ 60 m 以上级的颗粒大小并对其计数。每一油样测量 3次,并取平均值。极微小杂质颗粒对油电气性能的影响程度不大,因此,我们只考虑粒度不小于 5 m 的颗粒,并按在变压器油中颗粒杂质分类中应用较广的 NASl638标准划分颗粒直径范围,颗粒尺寸分布范围的统计结果见表 l。表 1 颗粒尺寸分布范围变压器油中颗粒的分布范围是非常广的颗粒大小与颗粒数目在双对数坐标图上有近似于线性分布的关系,颗粒的直径越小,数量越多(如图 l所示)。大于 5gin的颗粒浓度为 lO~ 600个/￣orfl。 1000 赫 lo0 10 吾 1 孬 0.1 1 10 100 颗粒度/ m 图 l 油中颗粒含量及分布维普资讯华 北 电 力 学 院 学 报 l995年 2 颗粒杂质对油电气性能的影响变压器中杂质颗粒悬浮在油中并随油流流动,在电场作用下不断运动,聚集在场强较高处,易形成杂质桥或颗粒链,降低油的绝缘强度。为确定颗粒含量对油电气性能的影响 程度,我们测量了各油样的击穿电压、介质损耗和体积电阻率等电气性能参数。油样在测量其各项电气性能参数之前均经过脱水、脱气处理,以突出杂质颗粒对油电气性能的影响程度 利用 AQ一6微水仪监测油中含水量,测得处理后油样的微水含量不高于 15ppm;测量击穿电压时选用 DlTA一 100型油耐压试验器,采用 IEC 标准油耐压试验程序和标准试油杯,击穿电压为 6次测量的平均结果,在浏试之前及两次测试之间用磁棒搅拌使油中杂质混合均匀。 2.1 颗粒含量对油击穿电压的影响各油样颗粒含量与击穿电压的测量结果见图 2,击穿电压与颗粒含量之间为对数关系, 随着各种粒径杂质数的增多,变压器油的击穿电压值下降,击穿电压分布在最高击穿电压线(曲线 1)与最低击穿电压线(曲线 2)之间,说明对于不同油样,颗粒对油击穿电压的影响具有很大的分散性,其主要原因为各油样来源、运行年限不同,老化程度有差别,经脱水、脱气后的油样的含水、含气量也不可能完全控制在同一水平上,这些影响因素的作用使颗粒与击穿电压间的对数关系呈现带状分布。图 3为考虑每一个油样时颗粒含量对击穿电压分散性的影响。随着油中颗粒数量的增多,击穿电压的标准偏差也增大。每 10ml颗粒数图 2 颗粒含量与油击穿电压间的关系 1 7 5 l 5.11 12 5 10 0 > 7.5 5 0 2.5 0.0 10 100 1000 每 10ml颗粒数图 3 颗粒含量与油击穿电压分散性间的关系我们所测的油样污染不严重,颗粒含量比较低,可忽略颗粒之间的相互作用,因此在这种情况下,颗粒数量多,油中存在的薄弱点也增多,增加了击穿的可能性。 2.2颗粒含量的推荐限值考虑到在取样、预处理及试验过程中油样不可避免地与空气及试验设备相接触,有可能增加其污染度,从而降低油的击穿电压,因此我们取带状分布的中间值(曲线 3)作为 50% 维普资讯第 3期 王淑娟等:500kV电力变压器中杂质颗粒对油电气性能影响 27 击穿电压与颗粒含量之间所具有的函数关系曲线,并有如下经验公式;一25.3tg￣v+130.4(kV) 其中Ⅳ为每 lOml油中粒径不小于 5/.t m 的颗粒数,由上式可确定 500kV 变压器油中颗粒含量的推荐限值。国标 GB7595—87((变压器油质量标准)减定,对于 500kV 电力变压器,标准电极下,投运前油的击穿电压不低于 60kV,运行中油的击穿

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