变压器油中溶解气体分析与诊断(1).doc
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1、太原理工大学现代科技学院变压器油中溶解气体分析与诊断摘 要变压器在线监测及故障诊断技术,对提高电力系统的安全稳定性具有十分重要的意义。其中基于油中溶解气体分析的在线监测技术是变压器在线监测中最普遍,也是最重要的技术。目前己投入使用的油中溶解气体在线监测系统普遍存在一些不足,如检测气体种类少、准确度及精确度不高、体积大、成本高等。本文对变压器油色谱在线监测及故障诊断系统进行了研究,分析了其它色谱在线监测方法的种种不足,对其进行了改进,设计了一套变压器油在线监测系统,能够及时、准确地监测变压器油中溶解的各种特征气体,实时地反映设备的运行状态,并对故障诊断算法进行了仿真。在获得真实可靠的监测数据的基
2、础上,建立了一个诊断模型,并对该模型进行了仿真,仿真结果表明三比值法、四比值法等故障诊断方法有一定的优越性,能够比较准确地定性和定量地对故障做出判断,为电力运营部门提供有用的决策依据。分析了变压器油中溶解气体的发展变化规律,研究了变压器油中溶解气体和故障类型之间的关系。对常用的三比值模型进行深入研究,总结了各种模型的特点和适用范围。论述了用三比值进行变压器油中溶解气体分析,诊断和预测变压器故障的有效性和可行性。关键词:变压器 油中溶解气体 在线监测 故障诊断TRANSFORMER OIL DISSOLOED GAS ANALYSIS AND DISGNOSISABSTRACTTransform
3、ers online monitoring and fault diagnosis technology, to improve the security of power system stability is of great significance. In which the oil dissolved gas analysis based on-line monitoring of transformer online monitoring technology is the most common and most important technology. Currently i
4、n use has been dissolved gas line monitoring system for a number of less common, such as the small number of gas detection, accuracy and precision is not high, bulky, high cost.This article on-line monitoring of transformer oil chromatography and fault diagnosis system is studied, analyzed the other
5、 chromatographic method for online monitoring the various inadequacies, its improved design of a transformer oil line monitoring system capable of timely and accurate monitoring of transformer oil Various features of dissolved gases, to reflect real-time operating status of equipment, and the fault
6、diagnosis algorithmSimulation. Access to real and reliable monitoring data, based on the establishment of a diagnostic model and the model simulation, the simulation results show that the three-ratio method, ratio method and other four-fault diagnosis method has some advantages that can more accurat
7、ely the qualitative And quantitative way to judge the fault for the power operations to provide useful basis for decision making.Analysis of dissolved gases in transformer oil developments in the law of dissolved gases in transformer oil and the relationship between type of fault. Three commonly use
8、d model for the ratio of in-depth study, summed up the characteristics of each model and application. Paper, with the three ratio transformer oil dissolved gas analysis transformer fault diagnosis and prediction of the effectiveness and feasibility.KEYWORDS: transformer, oil dissolved gas, Online Mo
9、nitoring, Diagnosis太原理工大学毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:变压器油中溶解气体分析与诊断一、 毕业设计(论文)基本要求:1、 掌握电力变压器状态检修的各种理论基础及相关数学模型。2、 能用VB语言进行界面设计和编程。3、 能用所开发软件对电力变压器进行状态检修。4、 完成毕业设计说明书(毕业论文一份)。5、 完成10000字符与设计内容相关的英文资料翻译。二、毕业设计(论文)原始数据及资料: (个人依据内容书写即可)三、毕业设计(论文)的主要内容:1、介绍了变压器、变压器油的相关内容及变压器油国内外发展现状。2、变压器油中溶解气体分析与诊断。3、变压器油的运行
10、维护。4、变压器故障原因分析与处理。5、变压器油中溶解气体分析与诊断。四、学生应交出设计文件(论文)毕业设计论文一本五、毕业设计进度安排:阶段设计(论文)各阶段名称日期1查阅并学习变压器状态检修基本原理方法3月上旬3月中旬2学习VB语言编程方法3月中旬3月下旬3建立状态检修相关数学模型3月下旬4月上旬4编写软件与实例分析4月上旬5月下旬5毕业论文写作6月初6月20日6英文资料翻译自行安排六、主要参考文献(资料)1 范锡普,发电厂电气部分,四川联合大学,中国电力出版社,2004年9月2 赵志大,高电压技术,浙江大学,中国电力出版社,2006年8月3 邱仕义,电力设备可靠性,中国电力出版社,200
11、4年4 程相杰、高沁翔、刘建芳,变压器状态检修技术及其应用,北京交通大学电气工程学院,2007年10月5万达,王建明,变压器的故障诊断与检修策略,江苏省电力科学研究院,江苏省电力公司6 李康明、王彦斌,运行中变压器的状态评估与状态检修,2007年第7期7 杨晶、VB6.0程序设计(第二版)M.北京:清华大学出版社,2002.8刘华昌,高压电容器直流局部放电的特征分析,中国工程物理研究院,2005年3月专业班级 学生 要求设计(论文)工作起止日期 2011.32011.6 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 目 录第一章 绪 论71.1变压器71.1.1变压器的分
12、类71.1.2电力变压器的选型原则91.1.3变压器的作用及其意义161.2变压器油171.2.1变压器油简介171.2.2变压器油国内外发展现状18第二章 .变压器油中溶解气体分析与诊断202.1.利用CO、CO2浓度及CO2/CO比值诊断固体绝缘老化202.2.利用mL(CO2+CO)/g(纸)诊断变压器绝缘寿命222.3利用油中糠醛分析诊断变压器绝缘老化242.3.1概述242.3.2.油中糠醛含量测试方法242.3.4利用油中糠醛诊断变压器绝缘寿命262.4固体绝缘老化的综合诊断323 变压器油的运行维护343.1变压器油的选择343.1.1变压器油的质量标准343.1.2变压器油在低
13、温下的特性353.2 混油、补油和换油363.2.1 混油和补油363.2.2换油383.3 运行变压器油的防劣措施403.3.1 隔膜密封装置403.3.2 净油器413.4 变压器油的金属减活(钝化)剂454变压器故障原因分析与处理484.1变压器内部故障484.1.1内部故障诊断484.2 变压器油渗漏油的危害和原因分析514.2.1变压器渗漏油的危害515变压器油中溶解气体分析与诊断545.1利用气象色谱分析检测变压器内部故障的原理545.1.1 油中溶解气体与变压器内部故障的关系545.1.2气相色谱分析原理555.2 变压器内部故障诊断565.2.1 诊断程序565.2.2有效故障
14、判定575.2.3 故障类型诊断595.2.4 故障状态诊断605.3变压器油中气体总含量测定645.3.1概述645.3.2 油中含气量测定方法665.3.3 判断标准665.4.1 油中氢气在线监测装置675.4.2 油中溶解气体在线监测装置68英文文献70中文文献85结论91 变压器油中溶解气体分析与诊断第一章 绪 论电力变压器可以:1、传输和分配电能。如果是升压变压器,可以把电能送出去。如果是降压变压器或者配电变压器,可以将电能分别输送或分配出去;2、可以改变一、二次侧的额定电压;3、可以改变一、二次侧的相位角;4、主要是以上几条,当然还可以有:改善或保护电网的作用,减少或增加相数等等
15、。对变压器油有十分重要的作用。1.1变压器 通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流的电力设备。由铁心和套于其上的两个或多个绕组组成。 1.1.1变压器的分类电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时,就产生交变的磁通,交变的磁通通过铁芯导磁作用,就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关,即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能,因此,额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值,它是表征传输电能的大小,以Kva或MV
16、A表示,当对变压器施加额定电压时,根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。变压器的分类可根据用途、绕组电压等级和结构、输入及输出地相数、冷却方式、铁芯结构、防潮结构、调压结构以及星形连接的绕组中性点绝缘等分类原则进行分类,如表1-1所示。 表1-1 变压器分类表分类方式分类型号的标准代号按相数分类单相变压器三相变压器多相变压器DS按主绝缘材料分类浸渍式矿物油浸变压器合成油浸变压器液浸变压器OR干式包封式(环氧树脂型)非包封式(NOMEX纸包绕绝缘式)CG按冷却方式分类油浸变压器油浸自冷变压器油浸风冷变压器强油水冷变压器强油风冷变压器强油导向风冷变压器FSPFPDP干式变压器干式自冷变
17、压器(315kVA)干冷风冷变压器(315kVA)按绕组结构分类单绕组变压器双绕组变压器三绕组变压器多绕组变压器自耦变压器分裂变压器(有纵、横分裂之分)SOF按调压方式分类无励磁调压变压器有载调压变压器ZY形绕组的中性点的绝缘水平分类全绝缘变压器分级绝缘变压器(通常为伴绝缘变压器,即中性点绝缘水平为线端绝缘的1/2)Q按绝缘油的保护分类开放式密封式M按电磁线材质和材形分类铜芯线材变压器铜芯箔材变压器铝芯线材变压器铝芯箔材变压器BLB按用途分类电力变压器(有升压、降压变压器之分)牵引变压器整流变压器电炉变压器调压变压器特殊用途的变压器(如试验变压器、电焊变压器)注 符号“”表示无代号。1.1.2
18、电力变压器的选型原则众所周知,电力变压器的安全经济运行已涉及到各行各业的营运的安全性、经济性、合理性、稳定性、可靠性。电力变压器在全过程管理的主流程中,选型是首要环节。电力变压器的选型原则可参照GB/T 17468-1998电力变压器选用导则,结合实际使用条件、环境、要求,投资可行性,相关的技术标准、导则等规范着手。但是,该导则仅仅只是一个技术规范,条件的局限性使之不可能包罗其他方面的综合性因素,例如,投资经济指标、维护运行经济效益、新管理环境下的适应性等。本节仅针对该导则以技术经济指标形势为要求予以简述,并结合现代新的管理理念,阐述合理选型的原则。一使用条件 根据变压器使用所在地的环境条件海
19、拔高度、年最高和最低温度、最湿月平均最大相对湿度,参照国家标准GB 1094-1985相关条件及要求,予以比较对照后,再确定选型的基本要求。(1) 海拔高度。该条件与油浸变压器的外绝缘有关,亦与干式变压器器身耐受绝缘水平有关。一般使用地点在海拔高度1000m以下属于正常使用范围;当超过1000m时,则变压器的外绝缘应该进行校正,以提高外绝缘水平,必须按要求进行绝缘距离设计并采用比内绝缘水平高的外绝缘件,即采用高原型绝缘组件产品。对于干式变压器相对正常海拔高度的额定工频耐压值,以每500m为一级增加6.5%的水平进行设计。同时,随着海拔高度的升高,最高日平均、年平均温度有所降低。在正常海拔高度试
20、验的空气冷却的变压器,当在1000m以上地点使用时,应以每500m为一级递减(油浸自冷变压器是2.0%;油浸风冷及强油风冷变压器是3.0%;自冷干式变压器是2.5%;风冷干式变压器是5.0%)进行温升值的校正设计。在正常海拔高度试验的变压器没有必要给予海拔校正。(2)环境温度。变压器的温升与环境温度有关,若变压器冷却空气温度高于最高允许气温(40),则变压器的设计应将其绕组、铁芯及温升限制降低,以保证绝缘材料温度在耐热等级的允许温度以下。(3)温度及环境污秽等级。变压器外绝缘性能与环境湿度及其污秽等级相关。对油浸变压器,湿度影响并不严重,但对于干式变压器多少有些影响,因为这类变压器的主绝缘和铁
21、芯完全裸露在空气中,凝露对变压器绝缘有影响,同时对变压器的辅助电气设备也有影响。实际上,仅仅是湿度的影响并不大,但考虑环境污秽因素的影响,则对变压器的绝缘威胁程度是很大的。所亦必须提供湿度及环境污秽等级值,以便在设计变压器时适当地调整绝缘的爬距。二一般基准原则 选用变压器时,应遵循变压器的行业规范,不可随心所欲拟定不规则的技术参数,这样不会形成紊乱的局面。必须明确应符合的标准(国家标准、行业标准、国际标准或国外不标准)、名称及代号。在选用国产或者国外产品时,应力求参照国家标准GB/T 6451-1999、GB/T 10228-1997、GB/T 16274-1996、JB/T 2426-200
22、4 进行选择。另外其他特殊要求,如损耗、声级等参数要求,即确定是升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器还是常用变压器,并根据表1-1的变压器分类,结合其用途选择变压器的绕组数(三绕组或单绕组变压器)、相数(三相或单相变压器)、调压方式(有载调压或是无励磁调压变压器),再根据容量大小选用冷却方式。 三技术参数的选择 (1)额定电压及分接。变压其额定电压应与所在的电力系统各电压等级相符。例如一台110kV电力降压变压器,一次侧的系统电压是110kV,二次侧电压是低于一次侧电压的各级电压,即35、10、6kV,以所需电压级为准,有可能是两级,也可能是一级。所以变压器的额定电压选择只根据所处电
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