CN105092458A - 一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 - Google Patents
一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105092458A CN105092458A CN201510498456.XA CN201510498456A CN105092458A CN 105092458 A CN105092458 A CN 105092458A CN 201510498456 A CN201510498456 A CN 201510498456A CN 105092458 A CN105092458 A CN 105092458A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cuprous sulfide
- transformer
- sulfur
- copper coil
- average thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 51
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N copper(I) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+].[Cu+] AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 230000019086 sulfide ion homeostasis Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，该方法是变压器运行期间，在某段时间间隔内对绝缘油中的硫浓度进行先后两次检测，得出所述时间间隔内绝缘油中硫浓度的变化差值；根据物质守恒原理由硫浓度的变化差值得出生成的硫化亚铜质量；再由硫化亚铜质量结合已知条件：硫化亚铜密度和变压器出厂时铜线圈的总表面积，推算出铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度；依据硫化亚铜的平均厚度即可确定变压器铜线圈硫腐蚀状态；该方法快速、准确，且能有效判断带电监测变压器铜绕组的腐蚀状态，通过划分风险等级，有效决策，能够大大降低变压器因为绝缘油中腐蚀性硫所产生的安全风险，从而拥有良好的经济效益和安全效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的监测方法；属于变压器状态监测技术领域。
背景技术
绝缘油是一种包含直连烷烃、环烷烃和芳香烃的石油炼制产品，被广泛应用于变压器类设备。绝缘油中包含的部分硫化物等能够造成变压器铜绕组的腐蚀，对大量运行中绝缘油进行检测，结果表明绝缘油对铜片腐蚀的情况普遍存在。含有腐蚀性硫的绝缘油长期运行后会在铜线圈表面生成硫化亚铜，降低绝缘纸的绝缘性能，严重时会导致变压器绝缘层击穿烧毁。国内外已有数十台变压器因为腐蚀性硫问题而烧毁。由于变压器为封闭体系，运行期间为带电状态，铜线圈被绝缘纸包裹，即使停电吊罩也无法观察到内部状况，且目前的电气试验无法对铜线圈表面所产生硫化亚铜的状况进行检测，严重威胁变压器安全稳定运行。
发明内容
针对现有技术中变压器内部铜线圈存在安全隐患，而无法对其进行检测的缺陷，本发明的目的是在于提供一种在不停止变压器正常运行情况下，能及时准确判断铜绕组的硫腐蚀状态及作出相应应对策略的方法。
为了实现本发明的技术目的，本发明提供了一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，该方法是变压器运行期间，在某段时间间隔内对绝缘油中的硫浓度进行先后两次检测，得出所述时间间隔内绝缘油中硫浓度的变化差值；根据物质守恒原理由硫浓度的变化差值得出生成的硫化亚铜质量；再由硫化亚铜质量结合已知条件：硫化亚铜密度和变压器出厂时铜线圈的总表面积，推算出铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度；依据硫化亚铜的平均厚度即可确定变压器铜线圈硫腐蚀状态。
本发明的技术方案巧妙地利用物质守恒原理，将绝缘油中的硫浓度变化量与变压器铜线圈的硫化亚铜生成量关联起来，即可通过检测绝缘油中的硫浓度变化量，能够快速、准确地检测出铜线圈的腐蚀程度，并作出相应的正常运行、降负荷运行或停电滤油处理等决策，有效避免了因为绝缘油腐蚀性硫造成变压器损坏事故发生。
本发明的变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法还包括以下优选方案。
优选的方案中生成的硫化亚铜质量根据如下公式计算：
mCu2S＝(C2－C1)×Moil×(MCu2S/MS)；
其中，
mCu2S为硫化亚铜质量，
C1为第一次检测得到的硫质量百分比浓度，
C2为第二次检测得到的硫质量百分比浓度，
Moil为变压器油重，
MCu2S为硫化亚铜分子量，
MS为硫元素分子量。
该优选方案中，依据硫的物质守恒定律，根据绝缘油中的硫的减少量能准确地推算出铜线圈由硫腐蚀生成的硫化亚铜的量。
优选的方案中由硫化亚铜质量及硫化亚铜密度即可得到铜线圈表面沉积的硫化亚铜总体积，再由硫化亚铜总体积及变压器出厂时铜线圈的总表面积，即可得出铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度。该优选方案中由于铜线圈表面生成的硫化亚铜厚度一般在纳米和微米级别，所以由沉积的硫化亚铜而引起的铜线圈表面积的变化可以忽略不计，依据该方法可以较为准确地得出在铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度。
优选的方案中变压器铜线圈硫腐蚀状态根据硫化亚铜的平均厚度来确定风险等级：高风险A级：硫化亚铜平均厚度＞5000nm，中风险B级：硫化亚铜平均厚度＞1000nm，且≤5000nm，低风险C级：硫化亚铜平均厚度＞100nm，且≤1000nm，无风险D级：硫化亚铜平均厚度≤100nm。
本发明的变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法包括如下具体步骤：
(1)在一段时间间隔内检测两次绝缘油中硫元素含量；
(2)计算绝缘油中硫元素的浓度变化差值；
(3)根据油重、硫元素的浓度变化可计算产生硫化亚铜的质量，计算公式如下：
mCu2S＝(C2－C1)×Moil×(MCu2S/MS)；
其中，
mCu2S为硫化亚铜质量，
C1为第一次检测得到的硫质量百分比浓度，
C2为第二次检测得到的硫质量百分比浓度，
Moil为变压器油重，
MCu2S为硫化亚铜分子量，
MS为硫元素分子量；
(4)根据硫化亚铜的质量和密度(查资料可得约为5.6g/mL)计算出硫化亚铜的体积；
(5)根据硫化亚铜的体积和变压器出厂时铜绕组的总表面积计算硫化亚铜在铜线圈表面沉积的厚度；
(6)根据硫化亚铜的厚度对绝缘纸绝缘性能的影响可以将腐蚀性硫风险等级划分为高风险A级：硫化亚铜平均厚度＞5000nm，中风险B级：硫化亚铜平均厚度＞1000nm，且≤5000nm，低风险C级：硫化亚铜平均厚度＞100nm，且≤1000nm，无风险D级：硫化亚铜平均厚度≤100nm；
(7)将步骤(6)所划分的风险等级，可以对运行变压器相应做出正常运行、降负荷运行、停电滤油处理等决策，有效避免因为绝缘油腐蚀性硫造成变压器损坏事故。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果是：该方法快速、准确，且能有效判断带电监测变压器铜绕组的腐蚀状态，通过划分风险等级，有效决策，避免变压器损坏；能够大大降低变压器因为绝缘油中腐蚀性硫所产生的安全风险，从而拥有良好的经济效益和安全效益。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
(1)采用等离子体发射光谱间隔3年两次检测某台110kV变压器油中硫元素含量为500mg/kg和400mg/kg；
(2)两次检测硫元素浓度的差值为100mg/kg；
(3)此台变压器油重20吨，根据公式计算可得硫化亚铜质量为10kg；
(4)硫化亚铜的体积为1.8L，查询资料得到线圈铜导线总表面积为264m2，计算出硫化亚铜的厚度为6800nm；
(5)根据风险等级划分，该变压器处于高风险A级。
Claims (4)
1.一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，其特征在于，变压器运行期间，在某段时间间隔内对绝缘油中的硫浓度进行先后两次检测，得出所述时间间隔内绝缘油中硫浓度的变化差值；根据物质守恒原理由硫浓度的变化差值得出生成的硫化亚铜质量；再由硫化亚铜质量结合已知条件：硫化亚铜密度和变压器出厂时铜线圈的总表面积，推算出铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度；依据硫化亚铜的平均厚度即可确定变压器铜线圈硫腐蚀状态。
2.根据权利要求1所述的变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，其特征在于，生成的硫化亚铜质量根据如下公式计算：
其中，
为硫化亚铜质量，
C1为第一次检测得到的硫质量百分比浓度，
C2为第二次检测得到的硫质量百分比浓度，
Moil为变压器油重，
为硫化亚铜分子量，
MS为硫元素分子量。
3.根据权利要求1所述的变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，其特征在于，由硫化亚铜质量及硫化亚铜密度即可得到铜线圈表面沉积的硫化亚铜总体积，再由硫化亚铜总体积及变压器出厂时铜线圈的总表面积，即可得出铜线圈表面沉积的硫化亚铜平均厚度。
4.根据权利要求1所述的变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法，其特征在于，所述的变压器铜线圈硫腐蚀状态根据硫化亚铜的平均厚度来确定风险等级：高风险A级：硫化亚铜平均厚度＞5000nm，中风险B级：硫化亚铜平均厚度＞1000nm，且≤5000nm，低风险C级：硫化亚铜平均厚度＞100nm，且≤1000nm，无风险D级：硫化亚铜平均厚度≤100nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510498456.XA CN105092458A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510498456.XA CN105092458A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105092458A true CN105092458A (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=54573377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510498456.XA Pending CN105092458A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105092458A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116593495A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 山西智合清浩环保技术服务有限公司 | 烟气在线监测设备的运维智能控制系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010021017A1 (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | 三菱電機株式会社 | 油入電気機器の診断方法、その診断方法を実施するための診断装置およびその診断装置を備えた油入電気機器 |
| CN101995376A (zh) * | 2009-08-18 | 2011-03-30 | 华东电力试验研究院有限公司 | 充油电气设备中线圈材料硫腐蚀的判断方法 |
| CN103954520A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 一种检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法 |
| CN103969246A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-06 | 国家电网公司 | 一种定量检测矿物绝缘油中腐蚀性硫含量的方法 |
| CN203798694U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 腐蚀性硫含量检测装置 |
-
2015
- 2015-08-13 CN CN201510498456.XA patent/CN105092458A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010021017A1 (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | 三菱電機株式会社 | 油入電気機器の診断方法、その診断方法を実施するための診断装置およびその診断装置を備えた油入電気機器 |
| CN101995376A (zh) * | 2009-08-18 | 2011-03-30 | 华东电力试验研究院有限公司 | 充油电气设备中线圈材料硫腐蚀的判断方法 |
| CN103954520A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 一种检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法 |
| CN203798694U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 腐蚀性硫含量检测装置 |
| CN103969246A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-06 | 国家电网公司 | 一种定量检测矿物绝缘油中腐蚀性硫含量的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116593495A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 山西智合清浩环保技术服务有限公司 | 烟气在线监测设备的运维智能控制系统及方法 |
| CN116593495B (zh) * | 2023-07-17 | 2023-09-08 | 山西智合清浩环保技术服务有限公司 | 烟气在线监测设备的运维智能控制系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105976578B (zh) | 一种基于监测数据的高速列车轴温动态报警阈值设定方法 | |
| Singh et al. | The influence of service aging on transformer insulating oil parameters | |
| CN104451457A (zh) | 一种耐盐酸和硫酸腐蚀热轧钢带及其生产方法 | |
| CN107356837B (zh) | 一种改进的电抗器匝间短路故障检测识别方法 | |
| CN105405066A (zh) | 一种配电变压器健康指数确定方法 | |
| CN113078615B (zh) | 大型电力变压器主动保护方法和装置 | |
| CN106501641B (zh) | 一种变压器质量状态评估方法 | |
| CN104374312A (zh) | 一种电力变压器绕组变形的检测方法 | |
| Wu et al. | Influence of Chromium on Mechanical Properties and C02/H2S Corrosion Behavior of P110 Grade Tube Steel | |
| CN106570644B (zh) | 一种基于统计工具的输变电设备量化评估方法 | |
| Guzal | KINETIC PROPERTIES OF BICYCLIC SULFUR ORGANIC INHIBITORS | |
| CN105092458A (zh) | 一种变压器铜线圈硫腐蚀状态的评估方法 | |
| CN107563620A (zh) | 一种基于设备全寿命信息的综合评价方法 | |
| CN102269603A (zh) | 一种变压器绝缘油的评价系统 | |
| Schaut et al. | Effects of Irgamet 30 as additive in transformer oil | |
| Smith et al. | Corrosive sulfur in transformer oil | |
| CN105223217A (zh) | 基于氧气存在情况下检验绝缘油中腐蚀性硫化物存在的方法 | |
| Tumiatti et al. | In service reduction of corrosive sulfur compounds in insulating mineral oils | |
| CN204419298U (zh) | 一种柴油发电机组用机油检测报警系统 | |
| JP5179587B2 (ja) | 油入電気機器の診断方法、その診断方法を実施するための診断装置およびその診断装置を備えた油入電気機器 | |
| Chappa et al. | Review on condition monitoring and life extension of transformer | |
| CN103605902A (zh) | 微气象条件下输电线路覆冰环境影响因子评估计算方法 | |
| Samarasinghe et al. | A review on influencing factors of sulphur corrosion and metal passivation in power transformers | |
| Bowman et al. | Application of sealed capsule differential scanning calorimetry--part I: Predicting the remaining useful life of industry-used turbine oils | |
| Gray | Oxidation inhibitors for insulating oils |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151125 |