CN110553977A - 一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，包括：制定判定标准，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；对变压器油进行取样，记录取样变压器的油体积和绝缘纸总质量；对变压器油进行检测，检测出变压器油中的甲醇浓度。计算出本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量；通过计算得到本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，依据所述判定标准判定绝缘油纸的老化程度。同一台变压器中的绝缘纸在不同DPv值下，油中甲醇的含量均是高于糠醛含量的，这使得绝缘纸老化在初期阶段便能通过油中甲醇含量检测判断出来，提高了变压器绝缘纸老化评估的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及变压器绝缘纸老化判定技术领域，尤其涉及一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法。
背景技术
变压器是电能传输和配送过程中能量转换的核心，是电网安全运行中最重要和最关键的设备，实现其固体绝缘老化情况及绝缘寿命的检测具有重要的现实意义。变压器运行周期一般在25～40年，在变压器长期运行过程中，由于内绝缘劣化引起的故障占变压器故障的绝大多数。变压器内绝缘是由绝缘油和绝缘纸组成的复合绝缘系统，其中绝缘纸由于具有不可更换性和不可恢复的老化特性，因而直接决定了变压器的使用寿命。
目前为止变压器绝缘纸老化评估的方法有三种，其中一种是使用高效液相色谱法测定变压器油中糠醛含量，此方法可以在变压器不停运的情况下，取油样测出油中糠醛含量，根据检测到的糠醛含量判定变压器绝缘纸老化程度。
但是，常用的糠醛由于其易氧化，在现场测量应用中常出现检测含量低于正常值，不能反应真实情况的问题，导致对变压器绝缘纸老化评估不准确。
发明内容
本申请提供了一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，以解决变压器绝缘纸老化评估不准确的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请实施例公开了一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，包括：制定判定标准，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；
取样：对变压器油进行取样，记录取样变压器的油体积和绝缘纸总质量，所述变压器的油体积记记为V，所述绝缘纸总质量记为m；
检测：对变压器油进行检测，检测出变压器油中的甲醇浓度，记为C；
计算：计算出本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，记为m′，计算公式为：
判定：依据所述判定标准判定绝缘油纸的老化程度。
可选的，所述制定标准包括：
对新的变压器油中的甲醇含量进行检测，
在实验室模拟绝缘纸在变压器油中的老化；
定期测定模拟老化过程中变压器油的溶液黏度和甲醇浓度，计算绝缘纸DPv值和单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；
通过计算拟合单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量和绝缘纸DPv值的相关关系，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量。
可选的，所述对变压器油进行检测包括：采用顶空进样气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)检测技术对变压器油进行检测。
可选的，所述的变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法还包括：对更换过变压器油的变压器中甲醇浓度C的计算：C＝C1+C2，其中：C1为更换变压器油前检测变压器油中的甲醇浓度；C2为更换变压器油后，检测变压器油中的甲醇浓度。
可选的，所述模拟绝缘纸在变压器油中的老化的方法为加热加速老化的方法。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供了一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，包括：制定判定标准，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；绝缘油中甲醇的产生是变压器中绝缘纸老化的特殊分解产物，单位质量绝缘纸老化过程中产生的甲醇量和绝缘纸老化程度存在相关关系，只需要测量出变压器油中甲醇的总量就可以判断出绝缘纸老化的程度。对变压器油进行取样，记录取样变压器的油体积和绝缘纸总质量，所述变压器的油体积记记为V，所述绝缘纸总质量记为m；对变压器油进行检测，检测出变压器油中的甲醇浓度，记为C；计算出本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，记为m′，计算公式为：通过计算得到本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，依据所述判定标准判定绝缘油纸的老化程度。同一台变压器中的绝缘纸在不同DPv值下，油中甲醇的含量均是高于糠醛含量的，这使得绝缘纸老化在初期阶段便能通过油中甲醇含量检测判断出来，提高变压器绝缘纸老化评估的准确性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为老化过程中变压器油中单位质量绝缘纸产生的甲醇总量和绝缘纸的DPv值关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一
本申请实施例一提供了一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，包括：
1、制定判定标准：
(1)采用顶空进样气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)检测技术对新的变压器油中的甲醇含量进行检测。
(2)在实验室模拟绝缘纸在变压器油中的老化，本申请中采用加热加速老化的方法进行老化。
(3)定期采用乌氏黏度计测定绝缘纸的溶液的黏度，计算其绝缘纸DPv值；采用顶空进样气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)检测技术测定出油中甲醇浓度，并计算出单位质量绝缘纸产生的甲醇总量。
(4)通过计算拟合单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量和绝缘纸DPv值的相关关系，确认出绝缘纸老化过程中节点所对应的的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量。
2、样品检测：
(1)取样：对变压器油进行取样，并带回实验室，记录取样变压器的油体积和绝缘纸总质量，所述变压器的油体积记记为V，所述绝缘纸总质量记为m。
(2)检测：采用顶空进样气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)检测技术对变压器油进行检测，检测出变压器油中的甲醇浓度，记为C。
(3)计算：计算出本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，记为m′，计算公式为：
(4)判定：依据所述判定标准判定绝缘油纸的老化程度。将计算出的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量m′与所述判定标准进行对比即可判断出该台变压器的绝缘纸的老化情况。
进一步的，当需要更换变压器油时，更换变压器油后，变压器油中测量出的甲醇是绝缘纸重新产生的，没有累积，要算出从变压器投运后产生的甲醇总量就需要在测量出现有的甲醇浓度的基础上加上更换变压器油之前的甲醇总量。因此，若变压器油为更换后的，对更换过变压器油的变压器中甲醇浓度C的计算：C＝C1+C2，其中：C1为更换变压器油前检测变压器油中的甲醇浓度；C2为更换变压器油后，检测变压器油中的甲醇浓度。本申请也考虑到了变压器油会在一定周期内进行更换或滤油处理，变压器更换或滤油处理后甲醇总量就不一样了，以单位质量绝缘纸产生的甲醇总量来表征绝缘纸的老化情况就可以很好的规避这一问题。
实施例二
本实施例为本申请的运用实例，如下：
(1)变压器绝缘纸绝缘情况与绝缘纸DPv值的关系
查文献，可知变压器绝缘纸绝缘情况与绝缘纸DPv值的关系如表1所示。
表1绝缘纸DPv值与变压器绝缘纸绝缘性能的对应关系
| 绝缘纸聚合度DPv | ＞500 | 500～250 | 250～150 | ＜150 |
| 绝缘情况 | 良好 | 可以运行 | 注意(根据情况作决定) | 退出运行 |
(2)新的变压器油中甲醇含量的检测
进行实验室老化试验前对新的变压器油油和绝缘纸进行检测。
对买进的四个批次的新绝缘油进行油中甲醇的检测，检测结果如表2所示。对新买进的绝缘纸进行粘均聚合度(DPv)检测，检测结果为DPv＝940.3。
表2新油中甲醇含量检测结果
| 新油厂家及批次 | 油中甲醇含量(mg/L) |
| #25克炼油1批次 | 0 |
| #25克炼油2批次 | 0 |
| #25辽河油1批次 | 0 |
| #25中孚油1批次 | 0 |
由表中可以看出，新的变压器油中没有甲醇存在，说明变压器油中甲醇是在运行中才产生的。
(2)变压器油中甲醇浓度与绝缘纸纤维素聚合度相关实验
本实验采用上述中的#25克炼油2批次设计对照实验，分别挑选4份50g形状均匀的纸样品分别装入500mL密封磨口玻璃瓶中，按质量比10:1的油：纸比例添加已脱气的新的变压器油，并按1.5mL油：0.5cm2铜的比例向其中添加适量铜片(其中，铜片被紧密包裹在绝缘纸中)，再将玻璃瓶置于充氮箱中，向油纸混合系统中通氮气10min，然后在密闭、充满氮气的环境下进行密封；将所得油纸混合试品置于100℃老化箱中，进行加速热老化试验。其中一瓶油中不放绝缘纸和铜片。
定期测定油中甲醇含量和绝缘纸的DPv，计算平均值。实验结果如下，表3是不含纸样和铜片的油品加速热老化试验结果，表4是油纸混合试品加速热老化试验结果。
如图1所示，为老化过程中单位质量绝缘纸产生的甲醇总量绝缘纸DPv值的相关曲线。
表3不含纸样和铜片的油品加速热老化试验结果
| 老化温度(℃) | 老化时间(h) | 油中甲醇含量(mg/L) |
| 100 | 50 | 0 |
| 100 | 100 | 0 |
| 100 | 200 | 0 |
| 100 | 300 | 0 |
| 100 | 400 | 0 |
| 100 | 500 | 0 |
| 100 | 600 | 0 |
表4油纸混合试品加速热老化试验结果
比较表3和表4，我们可以得出，变压器油中甲醇是由绝缘纸老化产生的特殊产物。
由图1可以看出老化过程中变压器油中单位质量绝缘纸产生的甲醇总量和绝缘纸的DPv值呈现很好的相关性，老化过程中单位质量绝缘纸产生的甲醇总量随着绝缘纸DPv值的增加而增加。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (5)
1.一种变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，其特征在于，包括：
制定判定标准，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；
取样：对变压器油进行取样，记录取样变压器的油体积和绝缘纸总质量，所述变压器的油体积记记为V，所述绝缘纸总质量记为m；
检测：对变压器油进行检测，检测出变压器油中的甲醇浓度，记为C；
计算：计算出本台变压器单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量，记为m′，计算公式为：
判定：依据所述判定标准判定绝缘油纸的老化程度。
2.根据权利要求1所述的变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，其特征在于，所述制定标准包括：
对新的变压器油中的甲醇含量进行检测，
在实验室模拟绝缘纸在变压器油中的老化；
定期测定模拟老化过程中变压器油的溶液黏度和甲醇浓度，计算绝缘纸DPv值和单位质量绝缘纸产生的甲醇总量；
通过计算拟合单位质量的绝缘纸产生的甲醇总量和绝缘纸DPv值的相关关系，得到绝缘纸老化过程中节点所对应的的单位质量绝缘纸产生的甲醇总量。
3.根据权利要求1所述的变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，其特征在于，所述对变压器油进行检测包括：采用顶空进样气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)检测技术对变压器油进行检测。
4.根据权利要求1所述的变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，其特征在于，还包括：对更换过变压器油的变压器中甲醇浓度C的计算：C＝C1+C2，其中：C1为更换变压器油前检测变压器油中的甲醇浓度；C2为更换变压器油后，检测变压器油中的甲醇浓度。
5.根据权利要求2所述的变压器绝缘油中绝缘纸老化判断方法，其特征在于，所述模拟绝缘纸在变压器油中的老化的方法为加热加速老化的方法。
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