CN111474448B - 一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换流变压器大修后出厂试验耐压电压值的确定方法，涉及高压电气设备检测技术领域，包括以下步骤：对经过检修的换流变压器各部位中引线温升最高的绝缘纸进行取样，对绝缘纸样品进行若干组纤维素电气绝缘材料粘均聚合度的测量，基于绝缘纸聚合度与检修后出厂试验电压值的关系，确定检修后的换流变压器出厂试验耐压电压值。本方法尽可能准确地确定换流变压器大修后出厂试验耐压电压值，可最大程度地检验换流变检修的质量，保证换流变绝缘满足运行使用要求，避免过高的试验电压值对已经使用很久的换流变压器内部绝缘产生不可逆的损伤，也能避免过低的试验电压值不能充分有效对刚投运不久的换流变压器进行检测。

Description

一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法

技术领域

本发明涉及高压电气设备检测技术领域，具体涉及一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法。

背景技术

换流变压器在出现重大故障后需要开展大修工作，大修完成后需要开展出厂试验，出厂试验是检验换流变压器检修质量最重要的手段，也是判断其能否投入运行的最严格检验关卡。换流变压器完成检修后，其结构、电气性能相较新造换流变压器存在一定程度的下降，一般来说，换流变压器检修后的常规试验项目如变比、直流电阻、介损、绝缘电阻等与新换流变出厂试验时的方法及判断标准相同，但是涉及到耐压类高电压试验时一般会通过如下方式处理：如网侧交流外施耐压试验、阀侧交流外施耐压试验、直流外施及极性反转试验、雷电及操作冲击试验等，这类试验存在一定的破坏性，会对换流变内部绝缘产生不可逆的损伤，以往通过采用降低试验电压的方法开展耐压试验，如采用80％出厂试验值(大修后耐压电压值无标准规定，一般是承修方与运维方协商确定)，尽可能地保护换流变内部绝缘的前提下检测换流变检修质量。

上述处理方式的耐压电压值偏低以保护换流变内部绝缘，这在实际操作中存在如下问题：新换流变出厂是100％的试验电压值(即标准规定值)进行试验，如果不同运行年限、不同绝缘材料状态下完成故障后的换流变检修后均采用80％试验电压值的话，出厂试验对内部绝缘的考核效果是非常有限的，即其对于内部绝缘的薄弱环节不能充分检测出来，如较为极端情况，当换流变投运不久即开展检修，其内部绝缘材料均具有较好的状态，完成检修后与新换流变并无多大区别，此时若仍然采用80％试验电压则无法有效检测内部绝缘薄弱环节，但是如果换流变运行近20年后出现故障，在完成检修后，其试验电压定为80％在直觉上是合理的，因为该换流变绝缘材料等剩余寿命均处于末期阶段，该试验电压值可以充分保证绝缘材料不被试验电压破坏、且又能顺利通过现场交接试验。

因此，现有技术中无法有效确定换流变压器大修后出厂试验耐压电压值。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种换流变压器大修后出厂试验耐压电压值的确定方法，用于解决试验电压值选取无依据的现状，能有效确定试验电压值选取与换流变内部绝缘材料状态的联系，充分指导换流变工厂化检修出厂试验的开展。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，其包括以下步骤：

步骤1：在额定电流下，对经过检修的换流变压器各部位中引线温升最高的绝缘纸进行取样，其中，对绝缘纸取样前需要完成器身脱油以及剥开变压器绕组或引线表面的绝缘纸和副绝缘；

步骤2：每处绝缘纸取样质量应大于设定重量，绝缘纸样品按质量均分成若干份，对采集好的绝缘纸样品分类做好标记并放入自封袋抽真空保存；试验时，对绝缘纸样品进行若干组纤维素电气绝缘材料粘均聚合度的测量，剔除失败测量组以及剔除异常的测量数据，对获得的绝缘纸聚合度试验数据取平均值；

步骤3：基于绝缘纸聚合度与检修后出厂试验电压值的关系，确定检修后的换流变压器出厂试验耐压电压值。

如上所述的换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，进一步地，绝缘纸聚合度D_p与检修后出厂试验电压值V的关系为：

式中，V_sd为标准出厂试验电压值，V为检修后出厂试验电压值。

如上所述的换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，进一步地，换流变压器各部位包括：低压绕组及引线温升最高点、中压绕组及引线温升最高点、高压绕组及引线温升最高点、调压绕组及引线温升最高点。

如上所述的换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，进一步地，绝缘纸聚合度也可通过以下公式获取：

式中，D_p1为t时刻的绝缘纸聚合度，D_p0为投运时的绝缘纸聚合度，t为运行时间，k为一与温度有关的系数。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本方法尽可能准确地确定换流变压器大修后出厂试验耐压电压值，可最大程度地检验换流变检修的质量，保证换流变绝缘满足运行使用要求，避免过高的试验电压值对已经使用很久的换流变压器内部绝缘产生不可逆的损伤，也能避免过低的试验电压值不能充分有效对刚投运不久的换流变压器进行检测。

附图说明

图1为绝缘纸聚合度随时间变化曲线图；

图2为试验电压值与聚合度关系图；

图3为纤维素电气绝缘材料粘均聚合度的测量流程图；

图4为本发明出厂试验耐压电压值的确定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

新出厂的换流变压器(或简称换流变)在进行交流外施耐压、阀侧直流耐压试验、雷电冲击电压试验、操作冲击电压试验时，试验电压一般根据GB1094.3或双方协议规定的试验电压(后简称“标准规定值”)进行，而运行过的换流变大修后的出厂试验则不宜采用100％标准规定值。因为运行过的换流变内部的绝缘件和绝缘油的绝缘强度都存在不同程度的下降，若仍采用100％标准规定值考核，易对设备绝缘造成不可逆的损坏。

变压器内部器身中含有大量的绝缘纸材料用以内部线圈之间、线圈对地之间的绝缘与隔离，是保证变压器性能的重要组件，变压器绝缘故障占到总故障的80％以上，其中大部分为绝缘纸老化故障。纤维素是绝缘纸的主要组成部分，是由许多葡萄糖链首尾相连排列而成的一种长链聚合物，每一个葡萄糖单体代表一个键长，键长的数目就是聚合度(DP)。在变压器运行过程中，固体绝缘材料会随着水解、热解、氧化等多种途径缓慢降解，使内部高聚合的长链结构出现裂解现象，其表现形式就是绝缘纸聚合度下降、油中出现糠醛及油溶解气体等。其中，糠醛及溶解气体方式可带电开展，但其受其它故障因素影响无法准确判断绝缘纸老化程度，因此，聚合度的大小与绝缘纸的电气特性密切相关，是反映绝缘纸老化程度最可靠的特征参数。

针对聚合度是反馈换流变压器内部绝缘状态的最可靠参数，而我们开展出厂试验就是要考核绝缘材料的状态，新换流变投入运行后，绝缘材料聚合度是随着运行时间沿着图1所述曲线下降的，我们选取不同聚合度线性对应出厂试验值就可以找到一个即能最大程度检验检修效果又能保证绝缘材料不被损伤的电压值。

参见图4，一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，其包括以下步骤：

步骤1：在额定电流下，对经过检修的换流变压器各部位中引线温升最高的绝缘纸进行取样，其中，对绝缘纸取样前需要完成器身脱油以及剥开变压器绕组或引线表面的绝缘纸和副绝缘。

参见图2，步骤2：每处绝缘纸取样质量应大于设定重量，绝缘纸样品按质量均分成若干份，对采集好的绝缘纸样品分类做好标记并放入自封袋抽真空保存；试验时，对绝缘纸样品进行若干组纤维素电气绝缘材料粘均聚合度的测量，剔除失败测量组以及剔除异常的测量数据，对获得的绝缘纸聚合度试验数据取平均值。本实施例中：每处绝缘纸取样质量应大于设定重量，分5份、每份约40g；采集好的绝缘纸分类做好标记，放入自封袋保管(防尘防湿)，到实验室后放入新自封袋中抽真空保存。按照GB/T29305-2012标准对绝缘试样进行聚合度试验，流程如-图3所示。最后取平均值及剔除异常数据的最小值进行评估计算。

步骤3：基于绝缘纸聚合度与检修后出厂试验电压值的关系，确定检修后的换流变压器出厂试验耐压电压值。

本方法尽可能准确地确定换流变压器大修后出厂试验耐压电压值，可最大程度地检验换流变检修的质量，保证换流变绝缘满足运行使用要求，避免过高的试验电压值对已经使用很久的换流变压器内部绝缘产生不可逆的损伤，也能避免过低的试验电压值不能充分有效对刚投运不久的换流变压器进行检测。

进一步地，在步骤3中，在纯天然的情况下，纤维素纸的聚合度大约为10000左右，制备成绝缘纸浆后，其初始DP大约是1400，加工成新绝缘材料后DP大约是1200，干燥后大约是1000，普遍认为当变压器绝缘纸DP下降到500时，变压器的整体绝缘寿命已进入中期，当DP下降至约为200时表明绝缘纸已达到寿命终点。因此，换流变运至现场后需要开展交接试验，而交接试验的电压值是新产品出厂试验值的80％，换流变检修后的出厂试验值不能低于这个值，所以综合考虑绝缘纸寿命、现场交接要求。我们提出如下关系：新换流变出厂时绝缘纸聚合度约在1000左右，其出厂试验值为100％标准规定值；绝缘纸聚合度为200时的换流变检修后出厂试验值为80％标准规定值；的若绝缘聚合值DP1介于1000～200之间，该换流变出厂试验值绝缘纸聚合度D_p与检修后出厂试验电压值V的关系为：

式中，V_sd为标准出厂试验电压值，V为检修后出厂试验电压值。

进一步地，换流变压器各部位包括：低压绕组及引线温升最高点、中压绕组及引线温升最高点、高压绕组及引线温升最高点、调压绕组及引线温升最高点，这些采样点是换流变压器的绝缘纸最容易造成老化的点，能更好获知换流变压器的绝缘老化状况。

进一步地，绝缘纸聚合度除了通过实验方式获取，绝缘纸聚合度的变化也可采用数学模型进行表征和计算评估，绝缘纸的热老化动力学过程可通过以下公式获取：

式中，D_p1为t时刻的绝缘纸聚合度，D_p0为投运时的绝缘纸聚合度，t为运行时间，k为一与温度有关的系数，表现结果是温度越高老化速度越快。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在额定电流下，对经过检修的换流变压器各部位中引线温升最高的绝缘纸进行取样，其中，对绝缘纸取样前需要完成器身脱油以及剥开变压器绕组或引线表面的绝缘纸和副绝缘；

步骤2：每处绝缘纸取样质量应大于设定重量，绝缘纸样品按质量均分成若干份，对采集好的绝缘纸样品分类做好标记并放入自封袋抽真空保存；试验时，对绝缘纸样品进行若干组纤维素电气绝缘材料粘均聚合度的测量，剔除失败测量组以及剔除异常的测量数据，对获得的绝缘纸聚合度试验数据取平均值；

步骤3：基于绝缘纸聚合度与检修后出厂试验耐压电压值的关系，确定检修后的换流变压器出厂试验耐压电压值。

绝缘纸聚合度D_p与检修后出厂试验耐压电压值V的关系为：

式中，V_sd为标准出厂试验耐压电压值，V为检修后出厂试验耐压电压值。

2.根据权利要求1所述的换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，其特征在于，换流变压器各部位包括：低压绕组及引线温升最高点、中压绕组及引线温升最高点、高压绕组及引线温升最高点、调压绕组及引线温升最高点。

3.根据权利要求1所述的换流变压器检修后出厂试验耐压电压值的确定方法，其特征在于，绝缘纸聚合度也可通过以下公式获取：

式中，D_P1为t时刻的绝缘纸聚合度，D_P0为投运时的绝缘纸聚合度，t为运行时间，k为一与温度有关的系数。

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