電力變壓器絕緣性能評價方法
【專利摘要】一種電力變壓器絕緣紙性能評價方法，通過對于變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度進行測定，確定絕緣紙老化程度；所述變壓器包括熱虹吸過濾器，所述熱虹吸過濾器包括吸附劑；所述吸附劑能夠吸附變壓器油中的糠醛；通過將吸附劑分別預設在第一糠醛濃度和第二糠醛濃度的絕緣油中達到吸附平衡，從而在第一糠醛濃度和第二糠醛濃度時精確地確定絕緣紙老化的糠醛濃度，從而確定絕緣紙的老化程度。
【專利說明】
電力變壓器絕緣性能評價方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種絕緣紙的檢測，尤其是涉及變壓器絕緣紙的老化檢測方法。
【發明內容】
[0002]絕緣紙是油浸變壓器的主要絕緣材料之一，包括:絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是纖維素，化學表達式為(C6H1006)n，式中η為聚合度。宏觀的纖維素具有透氣性、吸水性和吸油性，擊穿強度、機械強度和耐熱性均不高，干燥浸油后，可顯著提高其電氣性能。
[0003]絕緣紙在使用的過程中，受到熱、機械、電綜合作用的長期影響，會發生一系列的化學物理變化，導致絕緣紙的機械性能和電氣性能逐漸降低，這個過程稱之為絕緣紙的老化。變壓器油紙絕緣老化是不可逆的化學反應過程。變壓器油老化后可經濾油、換油處理恢復其絕緣性能，但絕緣紙因更換操作困難，因此在變壓器長期連續運行可能出現問題的主要是絕緣紙的性能老化，變壓器的整體壽命主要取決于絕緣紙的壽命。
[0004]聚合度是最能表征絕緣紙老化程度的指標，其從本質上揭示了絕緣紙的老化過程及嚴重程度。目前公認的標準是聚合度下降到500時，絕緣紙處于絕緣壽命的中期；當其下降至250時，認為絕緣壽命終止;當下降至150時，絕緣紙機械強度幾乎為零。現有技術中，如200810040656.0的發明專利公開了這種通過絕緣紙聚合度的檢測確定變壓器壽命的方法。但是，絕緣紙聚合度檢測需要采集變壓器內部絕緣紙樣本，在取樣時需要停電，屬于破壞性檢測，所以聚合度測試法并不是一種行之有效的監測方法。
[0005]糠醛是變壓器絕緣紙老化過程中產生的一種呋喃類化合物，在變壓器正常運行溫度范圍內是液態，已證實變壓器絕緣紙組合絕緣系統中油中糠醛僅來源于纖維素絕緣紙的老化分解。因此，利用測定絕緣紙老化分解并且進入絕緣油中的糠醛濃度來判斷絕緣子的絕緣老化程度已經成為一種普遍的方法。201410314162.2的發明公開了通過測定糠醛濃度確定電力變壓器絕緣紙老化狀態的評估方法。但是，該發明技術方案的缺點在于，對于存在熱虹吸過濾器的電力變壓器，其中的吸附劑會吸附絕緣油中的糠醛，導致不能測量到真實的糠醛含量。
[0006]為了解決上述技術問題，在201610310410.5的發明專利中，提出了一種能夠減小吸附劑影響的變壓器絕緣紙的老化檢測方法，通過在絕緣油中預設特定濃度的糠醛，使熱虹吸過濾器的吸附劑在該濃度中達到吸附平衡，從而減小吸附劑對于糠醛的吸附，在測量絕緣紙老化分解的糠醛濃度時，使用變壓器油中測量的糠醛濃度減去變壓器油中預設的糠醛濃度作為絕緣紙老化分解的糠醛濃度的測量值。通過上述方法，能夠減小吸附劑吸附糠醛導致的測量誤差，提高測量的準確度。但是，該方法需要在變壓器絕緣油中預設特定濃度的糠醛，而預設的糠醛可能影響變壓器的絕緣性能，并且隨著絕緣油中糠醛濃度的升高，吸附劑還可能吸附少量糠醛，導致測量絕緣紙老化分解的糠醛濃度叫真實值略小。
【發明內容】
[0007]本發明提供了一種改進的絕緣紙的老化檢測方法，能夠在變壓器絕緣油中不預設糠醛的情況下，也能夠精確的確定糠醛濃度，并且消除吸附劑對于糠醛的影響。
[0008]作為本發明的一個方面，提供了電力變壓器絕緣性能評價方法，包括如下步驟:
(I)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑設置于第一糠醛濃度的變壓器油中足夠長時間，使其在該第一糠醛濃度的變壓器油中達到吸附平衡；(2)在變壓器首次運行之前，不向該變壓器的變壓器油注入糠醛，將該吸附劑設置于所述變壓器的熱虹吸過濾器中；(3)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(4)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第一糠醛濃度；(5)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑更換為在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑；(6)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(7)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第二糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第二糠醛濃度。
[0009]優選的，所述吸附劑為硅膠。
[0010]優選的，所述第二糠醛濃度大于所述第一糠醛濃度。
[0011]優選的，所述第一糠醛濃度為絕緣紙中度老化的初始濃度;所述第二糠醛濃度為絕緣紙深度老化的初始濃度。
[0012]優選的，所述第一糠醛濃度為0.5mg/L，所述第二糠醛濃度為4mg/L。
[0013]優選的，所述吸附劑為硅膠。
[0014]優選的，在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第一濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能中度老化的預警;在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第二濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能深度老化的預警。
[0015]優選的，吸附劑在第一糠醛濃度的變壓器油和第二糠醛濃度的變壓器油中，保持在特定的溫度達到吸附平衡。
[0016]優選的，所述特定的溫度位于變壓器正常運行過程中變壓器油的溫度范圍。優選的，該特定溫度設置為65度。
[0017]優選的，只有所述熱虹吸過濾器的溫度在所述特定的溫度附近維持超過特定時間后，才使用測量變壓器油中的糠醛濃度。優選的，所述特定的溫度附近為所述特定的溫度上下兩度。優選的，所述特定時間為變壓器油在變壓器一個循環周期所需的時間。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將使用實施例對本發明進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發明的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些實施例獲取其他的技術方案，也屬于本發明的公開范圍。
[0020]本發明的技術方案為絕緣紙老化定性的檢測方法，基于如下原理，在變壓器運行前，使其中的吸附劑處于第一糠醛濃度的吸附平衡中，該第一糠醛濃度可以是例如絕緣紙中度老化時的糠醛濃度，例如0.5mg/L。在變壓器運行時，其變壓器油中的初始糠醛濃度為零，吸附劑中的糠醛會有部分脫附，此時測量的變壓器油中的糠醛濃度不能夠反應絕緣紙老化分解的糠醛濃度。隨著變壓器中絕緣紙老化的進行，絕緣油中糠醛濃度逐漸增加，當其濃度達到第一糠醛濃度時，吸附劑達到吸附平衡，由于該吸附劑中原來就吸附有達到第一糠醛濃度吸附平衡狀態的糠醛，此時測量的變壓器油中的糠醛濃度即為準確反應絕緣紙老化分解的糠醛濃度的值，因此完全消除了吸附劑對于糠醛的影響;此時，絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第一糠醛濃度，給出絕緣紙中度老化預警。在變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度后，將吸附劑更換為在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑，該第二糠醛濃度可以是例如絕緣紙深度老化時的糠醛濃度，例如4mg/L;與上同理，在測量的變壓器油中的糠醛濃度達到第二糠醛濃度時即表示絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第二糠醛濃度。
[0021]具體的，參見圖1，本發明實施例的電力變壓器絕緣性能評價方法，包括如下步驟:
(I)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑設置于第一糠醛濃度的變壓器油中足夠長時間，使其在該第一糠醛濃度的變壓器油中達到吸附平衡；(2)在變壓器首次運行之前，不向該變壓器的變壓器油注入糠醛，將該吸附劑設置于所述變壓器的熱虹吸過濾器中；(3)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(4)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第一糠醛濃度；(5)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑更換為在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑；(6)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(7)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第二糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第二糠醛濃度。
[0022]其中，在步驟(I)中，吸附劑為硅膠，將該吸附劑加入熱虹吸過濾器前，先通過將該吸附劑設置于第一糠醛濃度的變壓器油中足夠長時間，使其在該第一糠醛濃度的變壓器油中達到吸附平衡。該第一糠醛濃度可以是例如絕緣紙中度老化時的糠醛濃度，例如0.5mg/L。優選的，在使吸附劑達到吸附平衡的過程中，可以使該吸附過程保持在特定的溫度，該特定的溫度位于變壓器正常運行過程中變壓器油的溫度范圍。例如可以將該特定溫度設置為65度。
[0023]在步驟(2)中，在變壓器首次運行之前，不向該變壓器的變壓器油注入糠醛，因此變壓器油的初始糠醛濃度為零;將在第一糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑設置于變壓器的熱虹吸過濾器中。
[0024]在步驟(3)中，可以設置變壓器中的取樣通道，通過該取樣通道獲取變壓器油樣本，變壓器油測量單元通過對于該變壓器油樣本的測量可以確定變壓器油中的糠醛濃度，可以通過例如高效液相色譜確定糠醛濃度。優選的，由于吸附劑的平衡吸附性能隨著溫度會產生變化，為了減小溫度變化導致的糠醛濃度測量的影響，在步驟(3)中，只有確定熱虹吸過濾器的溫度為吸附劑達到吸附平衡的過程中的特定溫度時，才進行變壓器油中的糠醛濃度的測量。通過此時測定的變壓器油中的糠醛濃度，確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度，能夠減小溫度對于糠醛濃度的影響。
[0025]在步驟(4)中，當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度時，吸附劑達到吸附平衡，由于該吸附劑中原來就吸附有達到第一糠醛濃度吸附平衡狀態的糠醛，此時確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第一糠醛濃度。在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第一濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能中度老化的預警。
[0026]在步驟(5)中，在變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度后，將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑更換為在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑。其中，在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附過程也是保持在特定的溫度，例如65度。
[0027]在步驟(6)中，使用與步驟(3)相同的方式，檢測變壓器油中的糠醛濃度。
[0028]在步驟(7)中，當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第二糠醛濃度時，吸附劑達到吸附平衡，由于該吸附劑中原來就吸附有達到第二糠醛濃度吸附平衡狀態的糠醛，此時確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第二糠醛濃度。在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第二濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能深度老化的預警。
[0029]在通過糠醛濃度確定絕緣紙老化程度后，可以通過絕緣紙的老化程度，確定電力變壓器的可靠性。優選的，所述絕緣紙達到中度老化時，確定所述電力變壓器處于其壽命中期;所述絕緣紙處于深度老化時，確定所述電力變壓器處于其壽命晚期。
[0030]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.電力變壓器絕緣性能評價方法，包括如下步驟:(I)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑設置于第一糠醛濃度的變壓器油中足夠長時間，使其在該第一糠醛濃度的變壓器油中達到吸附平衡；(2)在變壓器首次運行之前，不向該變壓器的變壓器油注入糠醛，將該吸附劑設置于所述變壓器的熱虹吸過濾器中；(3)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(4)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第一糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第一糠醛濃度；(5)將變壓器熱虹吸過濾器的吸附劑更換為在第二糠醛濃度中達到吸附平衡的吸附劑；(6)在變壓器運行時，對于變壓器油中的糠醛濃度進行檢測；(7)當檢測到變壓器油中的糠醛濃度達到第二糠醛濃度時，確定變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度為第二糠醛濃度。2.根據權利要求1所述的電力變壓器絕緣性能評價方法，其特征在于:所述吸附劑為硅膠。3.根據權利要求2所述的電力變壓器絕緣性能評價方法，其特征在于:所述第二糠醛濃度大于所述第一糠醛濃度。4.根據權利要求3所述的電力變壓器絕緣性能評價方法，其特征在于:在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第一濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能中度老化的預警;在確定所述絕緣紙老化分解的糠醛濃度達到第二濃度時，給出變壓器中絕緣紙性能深度老化的預警。
【文檔編號】G01N33/34GK105866390SQ201610449959
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】林光琴
【申請人】林光琴