CN106019091B - 电力系统变压器性能评估系统 - Google Patents
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Abstract
电力系统变压器性能评估系统，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，从而确定变压器所处的寿命周期；其中，通过预设的变压器油以及吸附剂，降低热虹吸过滤器吸附糠醛对于测量结果的影响，提高测量的准确性。
Description
技术领域
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系统。
背景技术
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(C6H10O6)n，式中n 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。
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。
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。
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。
发明内容
本发明提供了一种改进的绝缘纸的老化检测系统，能够解决现有技术的缺陷，降低热虹吸过滤器的糠醛浓度测量的影响，从而更好的确定变压器的寿命。
作为本发明的一个方面，提供了一种电力系统变压器性能评估系统，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；包括变压器油测量单元，其用于测定变压器油中的糠醛浓度；其特征在于：包括变压器油预设单元，所述变压器油预设单元在变压器制造时，向变压器油中注入一定的糠醛，使变压器油中的糠醛处于预设的浓度；吸附剂预设单元，所述吸附剂预设单元在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上述浓度的变压器油中足够长时间，使其在该浓度的变压器油中达到吸附平衡；糠醛浓度确定单元，其基于所述变压器油测量单元测量的糠醛浓度以及所述变压器油中预注入的糠醛浓度，确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度。
优选的，包括绝缘纸老化确定单元，根据糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度，确定绝缘纸老化程度。
优选的，包括变压器性能确定单元，根据所述绝缘纸老化确定单元确定的绝缘纸老化程度，确定变压器所处的寿命周期。
优选的，所述吸附剂为硅胶。
优选的，所述糠醛浓度确定单元基于下式确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度：ρ绝＝ρ测－ρ预，其中，ρ绝为糠醛浓度确定单元确定的绝缘子老化分解的糠醛浓度，ρ测为变压器油测量单元测量的糠醛浓度，ρ预为变压器油中预设的糠醛浓度。
优选的，包括温度控制系统，其使所述吸附剂预设单元使吸附剂达到吸附平衡的过程中，保持在特定的温度。
优选的，所述特定的温度位于所述变压器正常运行过程中变压器油的温度范围。
优选的，所述特定的温度设置为60、65或70度。
优选的，所述热虹吸过滤器设置温度传感器以及计时器，只有在所述温度传感器确定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，才使用所述变压器油测量单元测定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。
优选的，所述糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度：达到0．5mg／L时，所述绝缘纸老化确定单元确定所述绝缘纸处于中度老化；大于4mg/L，所述绝缘纸老化确定单元确定绝缘纸处于深度老化。
优选的，所述绝缘纸处于中度老化时，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命中期；所述绝缘纸处于深度老化时，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命晚期。
优选的，还包括报警单元，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命晚期时，所述报警单元进行预警。
具体实施方式
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。
本发明实施例的电力系统变压器性能评估系统，通过对于变压器中绝缘纸老化分解的进入绝缘油中糠醛的浓度进行测定，确定绝缘纸老化程度。通过绝缘纸的老化程度，确定变压器所处的寿命周期。
具体的，本发明的电力系统变压器性能评估系统，包括变压器油预设单元，吸附剂预设单元，温度控制系统，变压器油测量单元，糠醛浓度确定单元，绝缘纸老化确定单元，变压器性能确定单元以及温度传感器。其中，变压器中包含热虹吸过滤器，热虹吸过滤器中设置有吸附剂，该吸附剂能够吸附绝缘油中的糠醛，从而影响对于绝缘油中的糠醛测量。
变压器油预设单元以及吸附剂预设单元用于在变压器生产过程中对于变压器油进行预设。其中，变压器油预设单元用于向变压器油中注入一定的糠醛，使变压器油中的糠醛处于预设的浓度，该预设的浓度可以设置为绝缘纸中度老化产生的糠醛浓度附近或者绝缘纸深度老化产生的糠醛浓度附近。吸附剂预设单元，用于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上述预设浓度的变压器油中足够长时间，使其在该浓度的变压器油中达到吸附平衡。通过变压器油和吸附剂的上述设置，使吸附剂达到吸附平衡，从而在后续的绝缘纸老化的糠醛浓度检测时，能够减少吸附剂对于糠醛的吸附，从而使测量的糠醛含量更加接近真实值。优选的，在使所述吸附剂预设单元使吸附剂达到吸附平衡的过程中，可以使用温度控制系统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。
变压器油测量单元用于对变压器油中的糠醛进行检测。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。糠醛浓度确定单元用于确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度，其基于下式确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度：ρ绝＝ρ测－ρ预，其中，ρ绝为糠醛浓度确定单元确定的绝缘子老化分解的糠醛浓度，ρ测为变压器油测量单元测量的糠醛浓度，ρ预为变压器油中预设的糠醛浓度。
绝缘纸老化确定单元，用于根据糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度，确定绝缘纸老化程度。具体的，可以将其设置为，所述糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度达到0．5mg／L时，绝缘纸老化确定单元确定所述绝缘纸处于中度老化；大于4mg/L，所述绝缘纸老化确定单元确定绝缘纸处于深度老化。
变压器性能确定单元，根据绝缘纸老化确定单元确定的绝缘纸老化程度，确定变压器所处的寿命周期。具体的，可以将其设置为：绝缘纸处于中度老化时，变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命中期；绝缘纸处于深度老化时，变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命晚期。
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，可以将温度传感器设置在热虹吸过滤器中，只有在温度传感器确定热虹吸过滤器的温度为吸附剂预设单元使吸附剂达到吸附平衡的过程中的特定温度时，才使用变压器油测量单元测定变压器油中的糠醛浓度。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。进一步的，由于吸附剂的平衡吸附稳定需要一定的时间，可以设置计时器，只有在温度传感器确定热虹吸过滤器的温度在特定的温度附近维持超过特定时间后，才使用所述变压器油测量单元测定变压器油中的糠醛浓度。优选的，其中特定的温度附近为所述特定的温度上下两度，特定时间为变压器油在变压器一个循环周期所需的时间。
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。
Claims (5)
1.电力系统变压器性能评估系统，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；包括变压器油测量单元，其用于测定变压器油中的糠醛浓度；其特征在于：包括变压器油预设单元，所述变压器油预设单元在变压器制造时，向变压器油中注入一定的糠醛，使变压器油中的糠醛处于预设的浓度；吸附剂预设单元，所述吸附剂预设单元在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上述浓度的变压器油中足够长时间，使其在该浓度的变压器油中达到吸附平衡；糠醛浓度确定单元，其基于所述变压器油测量单元测量的糠醛浓度以及所述变压器油中预注入的糠醛浓度，确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度；所述糠醛浓度确定单元基于下式确定绝缘纸老化分解的糠醛浓度：ρ绝＝ρ测－ρ预，其中，ρ绝为糠醛浓度确定单元确定的绝缘子老化分解的糠醛浓度，ρ测为变压器油测量单元测量的糠醛浓度，ρ预为变压器油中预设的糠醛浓度；绝缘纸老化确定单元，根据糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度，确定绝缘纸老化程度；变压器性能确定单元，根据所述绝缘纸老化确定单元确定的绝缘纸老化程度，确定变压器所处的寿命周期。
2.根据权利要求1所述的电力系统变压器性能评估系统，其特征在于：所述吸附剂为硅胶。
3.根据权利要求2所述的电力系统变压器性能评估系统，其特征在于：所述糠醛浓度确定单元确定的糠醛浓度：达到0．5mg／L时，所述绝缘纸老化确定单元确定所述绝缘纸处于中度老化；大于4mg/L，所述绝缘纸老化确定单元确定绝缘纸处于深度老化。
4.根据权利要求3所述的电力系统变压器性能评估系统，其特征在于：所述绝缘纸处于中度老化时，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命中期；所述绝缘纸处于深度老化时，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命晚期。
5.根据权利要求4所述的电力系统变压器性能评估系统，其特征在于：还包括报警单元，所述变压器性能确定单元确定变压器整体绝缘水平处于其寿命晚期时，所述报警单元进行预警。
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