交直流復(fù)合電壓下變壓器油中電弧放電及產(chǎn)氣特性
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 11:31:08來源:
換流變壓器是直流輸電工程中的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備對(duì)解決我國大容量輸電、電網(wǎng)互聯(lián)等技術(shù)問題有著重要作甩,在直流輸電工程中,換流變壓器是一項(xiàng)不可或缺的電氣電力設(shè)備,它的存在可在很大程度上提高電力運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性但同時(shí)應(yīng)該注意的是在電力運(yùn)行中,一旦換流變壓器發(fā)生運(yùn)行故障不僅變壓器設(shè)備本身的質(zhì)量會(huì)受到損壞而且還會(huì)引起電力中斷對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成影響,這本羊看來在電力系統(tǒng)運(yùn)行中因換流變壓器故障問題所引起的連鎖后果是極為嚴(yán)重的所帶來的經(jīng)濟(jì)損失也比較巨大因此對(duì)交直流復(fù)合電壓下變壓器故障問題及故障原因進(jìn)行分析探索變壓器油中點(diǎn)電弧放電與產(chǎn)氣特性是具有一定必要性的這對(duì)保證交直流復(fù)合電壓下?lián)Q流變壓器的正常運(yùn)行有著重要意義。
1變壓器及其運(yùn)行棚勺特點(diǎn)直流輸電工程中免流變壓器的功能構(gòu)造與傳統(tǒng)的交流變壓器有很大不同其絕緣方式以及在運(yùn)行中所能承受的電壓也與交流變壓器異在實(shí)際運(yùn)行中變壓器不僅要負(fù)責(zé)流輸電系統(tǒng)中的交'班還要負(fù)責(zé)承受直流輸電工程中的直流曬部分情況下還需要承受電力系統(tǒng)中的交直流疊加電壓和極性反轉(zhuǎn)電壓等等。
換流變壓器所承受的運(yùn)行電壓的特點(diǎn)決定了其過高的絕緣設(shè)計(jì)要求同樣也對(duì)變壓器油的電弧放電及產(chǎn)氣特防生了一定影響大部分人認(rèn)為于換流變壓器來說壓器油的產(chǎn)氣特性是判斷與監(jiān)測(cè)變壓器是否發(fā)生故障的重要手段但筆者通過對(duì)大量試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)如果一直沿用變壓器油產(chǎn)氣特性分析的方法來判定變壓器的運(yùn)行故障是不可行的會(huì)存在誤判或無法判斷的問題所以在原有的變壓器產(chǎn)氣特性判定方法的基礎(chǔ)上筆者結(jié)合換流變壓器所承受的運(yùn)行電壓的特點(diǎn)采用典型針板電極模型方式對(duì)交流、直流以及交直流復(fù)合電壓下?lián)Q流變壓器油的電弧放電特性與產(chǎn)氣特性進(jìn)行分析研究不同運(yùn)行電壓對(duì)換流變壓器油的電弧放電特性與產(chǎn)氣特性試品采用25變壓器油試驗(yàn)數(shù)據(jù)都是基于同一批次、同一廠家的成品油以HtP余變壓器油自身差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響經(jīng)過濾油、脫氣、真空十燥處理等過程滿足UB幾7595要求:,試驗(yàn)在室溫(20+牙C環(huán)境下進(jìn)行:將處理過的變壓器油置于有機(jī)玻璃容器中采用針板電極甩極材料均為黃m,針尖電極端部角度為60=施加正極性高壓,平板電極是直徑150mm的圓盤底部接地針尖至平板地電極距離為10mm如所試驗(yàn)采用升壓法和恒壓法兩種方法升壓法為在試品上分別施加交流、直流和不同比例的交直流疊加電壓以恒定速S升壓直至擊穿交流電壓和直流電壓采用直接升壓擊穿的力一式升壓速度2kV/s(有效值),記錄擊穿電壓峰值,交直流疊加電壓采用預(yù)加電壓力一式進(jìn)行勛咖直流電壓分別為1530,45和60kV預(yù)加直流電壓1rrin以后以恒定速度升高5流電壓直至擊穿以擊穿時(shí)的電壓峰值為擊穿電壓加壓力一式如所示。
3交流、直流和交直流疊加電壓下油中電弧放電特性變壓器油的擊穿受多種因素影響,雜質(zhì)和水分是重要的影響因素。
不同電壓形式的試品擊穿電壓試驗(yàn)所用的變壓器油并非完全純凈含有微量的氣體、水分以及其他纖維雜質(zhì),一般利用"小橋‘'理論來麟幸變壓器油的擊穿過程:肩喬理論認(rèn)為油中雜質(zhì)包括水分和纖維等其相對(duì)介電常數(shù)較大更容易在電場(chǎng)作用下定向排列沿電力線力一向形成小橋組成小橋的成分電導(dǎo)較大因此泄漏電流增大使得小橋發(fā)熱嚴(yán)重導(dǎo)致油和水分局部汽化比較后形成擊穿。
在直流電壓作用下由于直流電壓的單向?qū)щ娮⒂椭须s質(zhì)在直流電壓下更容易極化而定向排列形成小橋因而更容易發(fā)生油中擊穿和所示的結(jié)果正是這一物理過程的實(shí)際體現(xiàn)直流擊穿電壓較交流電壓低31%且同樣的電壓峰值下直流更容易產(chǎn)生電弧放電3.2交流、直流和交直流疊加電壓下電弧放電的三比值法分析變壓器油中氣體的相對(duì)含量對(duì)其故障診斷起S關(guān)鍵的作用改良三比值法利用變壓器油在故障下裂解產(chǎn)生氣體組分相對(duì)體積分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)溫度變化的關(guān)系選取溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的三對(duì)特征氣體姐成三對(duì)比值其值按照一定的規(guī)則進(jìn)行編碼并利用編碼結(jié)果判斷故障類型根據(jù)改良三比值法油中電弧放電的編碼應(yīng)為201、202、200、210、211和212,:,結(jié)束語本篇文章通過試驗(yàn)分析,得出了關(guān)于交直流復(fù)合電壓下變壓器油中電弧放電及產(chǎn)氣特注的結(jié)論具體如下“在交裔電壓與直流電壓相互疊加的情況換流變壓器油中油隙的短時(shí)擊穿性與長時(shí)耐久性要比叫交'電壓下的性能差交直流動(dòng)復(fù)合電壓下?lián)Q流變壓器油中溶解氣體的增長速率明顯有別于傳統(tǒng)的交流變壓器3)在針板電極模型試驗(yàn)中換流變壓器油在直流、交流與交直流復(fù)合電壓下所產(chǎn)生的溶解氣體的體積分?jǐn)?shù)默體一致的。
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