电力变压器绝缘性能评价方法
【专利摘要】一种电力变压器绝缘纸性能评价方法，通过对于变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度进行测定，确定绝缘纸老化程度；所述变压器包括热虹吸过滤器，所述热虹吸过滤器包括吸附剂；所述吸附剂能够吸附变压器油中的糠醛；通过将吸附剂分别预设在第一糠醛浓度和第二糠醛浓度的绝缘油中达到吸附平衡，从而在第一糠醛浓度和第二糠醛浓度时精确地确定绝缘纸老化的糠醛浓度，从而确定绝缘纸的老化程度。
【专利说明】
电力变压器绝缘性能评价方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种绝缘纸的检测，尤其是涉及变压器绝缘纸的老化检测方法。
【发明内容】
[0002]绝缘纸是油浸变压器的主要绝缘材料之一，包括:绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是纤维素，化学表达式为(C6H1006)n，式中η为聚合度。宏观的纤维素具有透气性、吸水性和吸油性，击穿强度、机械强度和耐热性均不高，干燥浸油后，可显著提高其电气性能。
[0003]绝缘纸在使用的过程中，受到热、机械、电综合作用的长期影响，会发生一系列的化学物理变化，导致绝缘纸的机械性能和电气性能逐渐降低，这个过程称之为绝缘纸的老化。变压器油纸绝缘老化是不可逆的化学反应过程。变压器油老化后可经滤油、换油处理恢复其绝缘性能，但绝缘纸因更换操作困难，因此在变压器长期连续运行可能出现问题的主要是绝缘纸的性能老化，变压器的整体寿命主要取决于绝缘纸的寿命。
[0004]聚合度是最能表征绝缘纸老化程度的指标，其从本质上揭示了绝缘纸的老化过程及严重程度。目前公认的标准是聚合度下降到500时，绝缘纸处于绝缘寿命的中期；当其下降至250时，认为绝缘寿命终止;当下降至150时，绝缘纸机械强度几乎为零。现有技术中，如200810040656.0的发明专利公开了这种通过绝缘纸聚合度的检测确定变压器寿命的方法。但是，绝缘纸聚合度检测需要采集变压器内部绝缘纸样本，在取样时需要停电，属于破坏性检测，所以聚合度测试法并不是一种行之有效的监测方法。
[0005]糠醛是变压器绝缘纸老化过程中产生的一种呋喃类化合物，在变压器正常运行温度范围内是液态，已证实变压器绝缘纸组合绝缘系统中油中糠醛仅来源于纤维素绝缘纸的老化分解。因此，利用测定绝缘纸老化分解并且进入绝缘油中的糠醛浓度来判断绝缘子的绝缘老化程度已经成为一种普遍的方法。201410314162.2的发明公开了通过测定糠醛浓度确定电力变压器绝缘纸老化状态的评估方法。但是，该发明技术方案的缺点在于，对于存在热虹吸过滤器的电力变压器，其中的吸附剂会吸附绝缘油中的糠醛，导致不能测量到真实的糠醛含量。
[0006]为了解决上述技术问题，在201610310410.5的发明专利中，提出了一种能够减小吸附剂影响的变压器绝缘纸的老化检测方法，通过在绝缘油中预设特定浓度的糠醛，使热虹吸过滤器的吸附剂在该浓度中达到吸附平衡，从而减小吸附剂对于糠醛的吸附，在测量绝缘纸老化分解的糠醛浓度时，使用变压器油中测量的糠醛浓度减去变压器油中预设的糠醛浓度作为绝缘纸老化分解的糠醛浓度的测量值。通过上述方法，能够减小吸附剂吸附糠醛导致的测量误差，提高测量的准确度。但是，该方法需要在变压器绝缘油中预设特定浓度的糠醛，而预设的糠醛可能影响变压器的绝缘性能，并且随着绝缘油中糠醛浓度的升高，吸附剂还可能吸附少量糠醛，导致测量绝缘纸老化分解的糠醛浓度叫真实值略小。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种改进的绝缘纸的老化检测方法，能够在变压器绝缘油中不预设糠醛的情况下，也能够精确的确定糠醛浓度，并且消除吸附剂对于糠醛的影响。
[0008]作为本发明的一个方面，提供了电力变压器绝缘性能评价方法，包括如下步骤:
(I)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂设置于第一糠醛浓度的变压器油中足够长时间，使其在该第一糠醛浓度的变压器油中达到吸附平衡；(2)在变压器首次运行之前，不向该变压器的变压器油注入糠醛，将该吸附剂设置于所述变压器的热虹吸过滤器中；(3)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(4)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第一糠醛浓度；(5)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂更换为在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂；(6)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(7)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第二糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第二糠醛浓度。
[0009]优选的，所述吸附剂为硅胶。
[0010]优选的，所述第二糠醛浓度大于所述第一糠醛浓度。
[0011]优选的，所述第一糠醛浓度为绝缘纸中度老化的初始浓度;所述第二糠醛浓度为绝缘纸深度老化的初始浓度。
[0012]优选的，所述第一糠醛浓度为0.5mg/L，所述第二糠醛浓度为4mg/L。
[0013]优选的，所述吸附剂为硅胶。
[0014]优选的，在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第一浓度时，给出变压器中绝缘纸性能中度老化的预警;在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第二浓度时，给出变压器中绝缘纸性能深度老化的预警。
[0015]优选的，吸附剂在第一糠醛浓度的变压器油和第二糠醛浓度的变压器油中，保持在特定的温度达到吸附平衡。
[0016]优选的，所述特定的温度位于变压器正常运行过程中变压器油的温度范围。优选的，该特定温度设置为65度。
[0017]优选的，只有所述热虹吸过滤器的温度在所述特定的温度附近维持超过特定时间后，才使用测量变压器油中的糠醛浓度。优选的，所述特定的温度附近为所述特定的温度上下两度。优选的，所述特定时间为变压器油在变压器一个循环周期所需的时间。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0019]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
[0020]本发明的技术方案为绝缘纸老化定性的检测方法，基于如下原理，在变压器运行前，使其中的吸附剂处于第一糠醛浓度的吸附平衡中，该第一糠醛浓度可以是例如绝缘纸中度老化时的糠醛浓度，例如0.5mg/L。在变压器运行时，其变压器油中的初始糠醛浓度为零，吸附剂中的糠醛会有部分脱附，此时测量的变压器油中的糠醛浓度不能够反应绝缘纸老化分解的糠醛浓度。随着变压器中绝缘纸老化的进行，绝缘油中糠醛浓度逐渐增加，当其浓度达到第一糠醛浓度时，吸附剂达到吸附平衡，由于该吸附剂中原来就吸附有达到第一糠醛浓度吸附平衡状态的糠醛，此时测量的变压器油中的糠醛浓度即为准确反应绝缘纸老化分解的糠醛浓度的值，因此完全消除了吸附剂对于糠醛的影响;此时，绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第一糠醛浓度，给出绝缘纸中度老化预警。在变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度后，将吸附剂更换为在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂，该第二糠醛浓度可以是例如绝缘纸深度老化时的糠醛浓度，例如4mg/L;与上同理，在测量的变压器油中的糠醛浓度达到第二糠醛浓度时即表示绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第二糠醛浓度。
[0021]具体的，参见图1，本发明实施例的电力变压器绝缘性能评价方法，包括如下步骤:
(I)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂设置于第一糠醛浓度的变压器油中足够长时间，使其在该第一糠醛浓度的变压器油中达到吸附平衡；(2)在变压器首次运行之前，不向该变压器的变压器油注入糠醛，将该吸附剂设置于所述变压器的热虹吸过滤器中；(3)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(4)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第一糠醛浓度；(5)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂更换为在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂；(6)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(7)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第二糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第二糠醛浓度。
[0022]其中，在步骤(I)中，吸附剂为硅胶，将该吸附剂加入热虹吸过滤器前，先通过将该吸附剂设置于第一糠醛浓度的变压器油中足够长时间，使其在该第一糠醛浓度的变压器油中达到吸附平衡。该第一糠醛浓度可以是例如绝缘纸中度老化时的糠醛浓度，例如0.5mg/L。优选的，在使吸附剂达到吸附平衡的过程中，可以使该吸附过程保持在特定的温度，该特定的温度位于变压器正常运行过程中变压器油的温度范围。例如可以将该特定温度设置为65度。
[0023]在步骤(2)中，在变压器首次运行之前，不向该变压器的变压器油注入糠醛，因此变压器油的初始糠醛浓度为零;将在第一糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂设置于变压器的热虹吸过滤器中。
[0024]在步骤(3)中，可以设置变压器中的取样通道，通过该取样通道获取变压器油样本，变压器油测量单元通过对于该变压器油样本的测量可以确定变压器油中的糠醛浓度，可以通过例如高效液相色谱确定糠醛浓度。优选的，由于吸附剂的平衡吸附性能随着温度会产生变化，为了减小温度变化导致的糠醛浓度测量的影响，在步骤(3)中，只有确定热虹吸过滤器的温度为吸附剂达到吸附平衡的过程中的特定温度时，才进行变压器油中的糠醛浓度的测量。通过此时测定的变压器油中的糠醛浓度，确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度，能够减小温度对于糠醛浓度的影响。
[0025]在步骤(4)中，当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度时，吸附剂达到吸附平衡，由于该吸附剂中原来就吸附有达到第一糠醛浓度吸附平衡状态的糠醛，此时确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第一糠醛浓度。在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第一浓度时，给出变压器中绝缘纸性能中度老化的预警。
[0026]在步骤(5)中，在变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度后，将变压器热虹吸过滤器的吸附剂更换为在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂。其中，在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附过程也是保持在特定的温度，例如65度。
[0027]在步骤(6)中，使用与步骤(3)相同的方式，检测变压器油中的糠醛浓度。
[0028]在步骤(7)中，当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第二糠醛浓度时，吸附剂达到吸附平衡，由于该吸附剂中原来就吸附有达到第二糠醛浓度吸附平衡状态的糠醛，此时确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第二糠醛浓度。在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第二浓度时，给出变压器中绝缘纸性能深度老化的预警。
[0029]在通过糠醛浓度确定绝缘纸老化程度后，可以通过绝缘纸的老化程度，确定电力变压器的可靠性。优选的，所述绝缘纸达到中度老化时，确定所述电力变压器处于其寿命中期;所述绝缘纸处于深度老化时，确定所述电力变压器处于其寿命晚期。
[0030]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.电力变压器绝缘性能评价方法，包括如下步骤:(I)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂设置于第一糠醛浓度的变压器油中足够长时间，使其在该第一糠醛浓度的变压器油中达到吸附平衡；(2)在变压器首次运行之前，不向该变压器的变压器油注入糠醛，将该吸附剂设置于所述变压器的热虹吸过滤器中；(3)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(4)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第一糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第一糠醛浓度；(5)将变压器热虹吸过滤器的吸附剂更换为在第二糠醛浓度中达到吸附平衡的吸附剂；(6)在变压器运行时，对于变压器油中的糠醛浓度进行检测；(7)当检测到变压器油中的糠醛浓度达到第二糠醛浓度时，确定变压器中绝缘纸老化分解的糠醛浓度为第二糠醛浓度。2.根据权利要求1所述的电力变压器绝缘性能评价方法，其特征在于:所述吸附剂为硅胶。3.根据权利要求2所述的电力变压器绝缘性能评价方法，其特征在于:所述第二糠醛浓度大于所述第一糠醛浓度。4.根据权利要求3所述的电力变压器绝缘性能评价方法，其特征在于:在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第一浓度时，给出变压器中绝缘纸性能中度老化的预警;在确定所述绝缘纸老化分解的糠醛浓度达到第二浓度时，给出变压器中绝缘纸性能深度老化的预警。
【文档编号】G01N33/34GK105866390SQ201610449959
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】林光琴
【申请人】林光琴