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500kV電力變壓器中雜質(zhì)顆粒對油電氣性能影響.pdf.pdf

發(fā)布時間:2016-08-17 20:12

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網(wǎng)友ictor821近日為您收集整理了關(guān)于500kV電力變壓器中雜質(zhì)顆粒對油電氣性能影響.pdf的文檔,希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹:第 22卷第 3期 1995年 7月華 北 電 力 學(xué) 院 學(xué) 報 Joumal ofNorth China Inst.ofEkx ̄ c Power Vo1.22 No.3 July 1995 500kV 電力變壓器中雜質(zhì)顆粒對油電氣性能影響王淑娟 時王景麗 王景春 邵振英,/ 了M三~ 占 r - — — ~ ’— ——— 一 (華北電力學(xué)院北京研究生部,北京 10Oo85)(保定變壓器廠,保定 0710OO) 摘 要利用#LPS一16型液體微粒光譜儀調(diào)查了國內(nèi) 30臺 500kV變壓器油中顆粒苧 。堡鴦油. ) /、』躇孥中圖分類號: TM 855 ’前言電力工業(yè)的飛速發(fā)展促使電力變壓器的發(fā)展趨勢為超高壓特大容量。目前,5O0kV 電壓等級的電力變壓器已經(jīng)在我國許多地區(qū)投入運行,更高電壓等級產(chǎn)品的研制也已成為我國變壓器制造行業(yè)的緊迫課題,而如何保證變壓器的運行可靠性也得到越來越多的重視。高電壓等級的變壓器在設(shè)計制造時均采用了緊湊型絕緣結(jié)構(gòu),變壓器中各部分絕緣承受的場強高于低電壓等級的變壓器,因此要求變壓器油具有更好的絕緣性能。純凈的變壓器油具有較好的電氣性能,但微量雜質(zhì)的存在就會大大影響其絕緣強度,即油中水分、氣體老化產(chǎn)物和雜質(zhì)顆粒對變壓器油的污染程度決定了它的絕緣性能…。對于油中水分和氣體雜質(zhì),國內(nèi)外已有了較先進的測量方法和較完善的定量評價標準,但對油中雜質(zhì)的研究還不夠深人,國內(nèi)外許多關(guān)于運行中變壓器質(zhì)量標準(如我國電力部頒標準屋標 GB7595—87、美國 AS 標準、英國 BS標準、IEC 標準)均規(guī)定,對于油中雜質(zhì)顆粒項目只作外觀目測,要求無可見雜質(zhì)。但近年來,雜質(zhì)顆粒影響油絕緣性能這一問題越來越突出,尤其是對于現(xiàn)代超高壓、大容量變壓器,當(dāng)電壓等級達到 400kV 及以上時,必須考慮油中懸浮的雜質(zhì)顆粒的影響[21 變壓器油的電氣強度與油中顆粒濃度、粒度、形狀、類型有關(guān)。通過減少油中雜質(zhì)可有效地提高油的擊穿場強,因此有必要進行油中顆粒對油電氣性能影響的研究,找出其影響程度和規(guī)律,為制訂投運前和運行中變壓器有關(guān)雜質(zhì)顆粒項目的試驗方法和定量評價標準提供理論和試驗依據(jù),并將油中雜質(zhì)顆粒含量作為變壓器制造和運行過程中應(yīng)予以重視的因素。收稿日期 l995—03—13 維普資訊● 第 3期 王淑娟等:500kV電力變壓器中雜質(zhì)顆粒對油電氣性能影響 25 1 變壓器油中雜質(zhì)顆粒含量及分布情況 1.1 油中雜質(zhì)顆粒的來源變壓器油中雜質(zhì)顆粒主要是纖維、碳及各種金屬(銅、鐵等)雜質(zhì),其來源有以下三種途徑: ①變壓器油中固有的雜質(zhì),如在油精制、裝桶、運輸過程中混入的雜質(zhì)。②變壓器制造和裝配過程中混入的雜質(zhì).如制造時空氣中粉塵對器身的污染,絕緣材料加工時因磨擦產(chǎn)生的碎屑,繞組、鐵芯、引線等固體部件上掉落的碎屑及由于電磁線生產(chǎn)、絕緣漆膜、焊接等工藝引入的雜質(zhì)。③變壓器運行過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。如內(nèi)部放電、油泵和分接開關(guān)觸頭等機械部件腐蝕、磨損、撞擊,紙板上的纖維因老化被高速油流沖走等。 1.2 國內(nèi)變壓量油中顆粒含量分布情況從保定變壓器廠、大同二電廠、鄒縣電廠、平圩電廠、姚盂電廠、瓶窯變電站、華魯電廠、神頭電廠國內(nèi) 8個單位的 3O臺 500kV新變壓器(4臺)及運行變壓器(26臺)中抽取油樣,對國內(nèi)變壓器油中雜質(zhì)顆粒的污染情況進行調(diào)查。運行變壓器的運行年限為 3~l0 年,對調(diào)查顆粒含量及分布情況是有代表性的。油中顆粒雜質(zhì)的計量選用美國 PM S公司生產(chǎn)的 LPS—l6型液體微粒光譜儀,采用光散射型傳感器,在凈化室內(nèi)可測量油中 0.5~ 60 m 以上級的顆粒大小并對其計數(shù)。每一油樣測量 3次,并取平均值。極微小雜質(zhì)顆粒對油電氣性能的影響程度不大,因此,我們只考慮粒度不小于 5 m 的顆粒,并按在變壓器油中顆粒雜質(zhì)分類中應(yīng)用較廣的 NASl638標準劃分顆粒直徑范圍,顆粒尺寸分布范圍的統(tǒng)計結(jié)果見表 l。表 1 顆粒尺寸分布范圍變壓器油中顆粒的分布范圍是非常廣的顆粒大小與顆粒數(shù)目在雙對數(shù)坐標圖上有近似于線性分布的關(guān)系,顆粒的直徑越小,數(shù)量越多(如圖 l所示)。大于 5gin的顆粒濃度為 lO~ 600個/ ̄orfl。 1000 赫 lo0 10 吾 1 孬 0.1 1 10 100 顆粒度/ m 圖 l 油中顆粒含量及分布維普資訊華 北 電 力 學(xué) 院 學(xué) 報 l995年 2 顆粒雜質(zhì)對油電氣性能的影響變壓器中雜質(zhì)顆粒懸浮在油中并隨油流流動,在電場作用下不斷運動,聚集在場強較高處,易形成雜質(zhì)橋或顆粒鏈,降低油的絕緣強度。為確定顆粒含量對油電氣性能的影響 程度,我們測量了各油樣的擊穿電壓、介質(zhì)損耗和體積電阻率等電氣性能參數(shù)。油樣在測量其各項電氣性能參數(shù)之前均經(jīng)過脫水、脫氣處理,以突出雜質(zhì)顆粒對油電氣性能的影響程度 利用 AQ一6微水儀監(jiān)測油中含水量,測得處理后油樣的微水含量不高于 15ppm;測量擊穿電壓時選用 DlTA一 100型油耐壓試驗器,采用 IEC 標準油耐壓試驗程序和標準試油杯,擊穿電壓為 6次測量的平均結(jié)果,在瀏試之前及兩次測試之間用磁棒攪拌使油中雜質(zhì)混合均勻。 2.1 顆粒含量對油擊穿電壓的影響各油樣顆粒含量與擊穿電壓的測量結(jié)果見圖 2,擊穿電壓與顆粒含量之間為對數(shù)關(guān)系, 隨著各種粒徑雜質(zhì)數(shù)的增多,變壓器油的擊穿電壓值下降,擊穿電壓分布在最高擊穿電壓線(曲線 1)與最低擊穿電壓線(曲線 2)之間,說明對于不同油樣,顆粒對油擊穿電壓的影響具有很大的分散性,其主要原因為各油樣來源、運行年限不同,老化程度有差別,經(jīng)脫水、脫氣后的油樣的含水、含氣量也不可能完全控制在同一水平上,這些影響因素的作用使顆粒與擊穿電壓間的對數(shù)關(guān)系呈現(xiàn)帶狀分布。圖 3為考慮每一個油樣時顆粒含量對擊穿電壓分散性的影響。隨著油中顆粒數(shù)量的增多,擊穿電壓的標準偏差也增大。每 10ml顆粒數(shù)圖 2 顆粒含量與油擊穿電壓間的關(guān)系 1 7 5 l 5.11 12 5 10 0 > 7.5 5 0 2.5 0.0 10 100 1000 每 10ml顆粒數(shù)圖 3 顆粒含量與油擊穿電壓分散性間的關(guān)系我們所測的油樣污染不嚴重,顆粒含量比較低,可忽略顆粒之間的相互作用,因此在這種情況下,顆粒數(shù)量多,油中存在的薄弱點也增多,增加了擊穿的可能性。 2.2顆粒含量的推薦限值考慮到在取樣、預(yù)處理及試驗過程中油樣不可避免地與空氣及試驗設(shè)備相接觸,有可能增加其污染度,從而降低油的擊穿電壓,因此我們?nèi)罘植嫉闹虚g值(曲線 3)作為 50% 維普資訊第 3期 王淑娟等:500kV電力變壓器中雜質(zhì)顆粒對油電氣性能影響 27 擊穿電壓與顆粒含量之間所具有的函數(shù)關(guān)系曲線,并有如下經(jīng)驗公式;一25.3tg ̄v+130.4(kV) 其中Ⅳ為每 lOml油中粒徑不小于 5/.t m 的顆粒數(shù),由上式可確定 500kV 變壓器油中顆粒含量的推薦限值。國標 GB7595—87((變壓器油質(zhì)量標準)減定,對于 500kV 電力變壓器,標準電極下,投運前油的擊穿電壓不低于 60kV,運行中油的擊穿

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