油紙絕緣介質(zhì)恢復(fù)電壓測試結(jié)果分析要點(diǎn)及判據(jù)

1、油紙絕緣介質(zhì)恢復(fù)電壓測試結(jié)果分析要點(diǎn)及判據(jù) 摘要 本文在結(jié)合國外的有關(guān)文獻(xiàn)資料和大量實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出絕緣介質(zhì)恢復(fù)電 壓測試結(jié)果分析要點(diǎn)，并提出了對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析的判據(jù)。關(guān)鍵詞 恢復(fù)電壓測試 分析要點(diǎn) 判據(jù)近二十年來，雖然在電力變壓器的診斷試驗(yàn)方面取得了很大的進(jìn)展(如變壓器油中溶解氣體色譜 分析等)，但很少有在現(xiàn)場對(duì)變壓器的絕緣狀態(tài)作出評(píng)估的電氣試驗(yàn)方法被提出來，國內(nèi)外學(xué)者和電力 科技人員也一直都在尋求另外的新方法對(duì)油紙絕緣總體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。利用絕緣介質(zhì)的極化特性，進(jìn)行 介質(zhì)的返回電壓測試的方法，可以說彌補(bǔ)了這一方面的空白。較之過去其它方法，利用rvm5461可 以得到被試

2、油紙主絕緣的更為全面和詳細(xì)的信息。但是，因?yàn)榛謴?fù)電壓法是一種新方法，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn) 行正確的分析和得到有用的試驗(yàn)結(jié)果需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累。因此，在結(jié)合國外的有關(guān)文獻(xiàn)資料和大量實(shí) 際試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)rvm5461測試儀，總結(jié)岀了絕緣介質(zhì)恢復(fù)電壓測試結(jié)果分析要 點(diǎn)，提出了試驗(yàn)結(jié)果的分析判據(jù)，從而提高了變壓器總體絕緣狀態(tài)的分析診斷水平。1正確分析rvm數(shù)據(jù)的基本原則1. 1被試絕緣必須是油紙絕緣，整個(gè)絕緣被浸在某種形式的油箱中。但這并不是說，不能利用rvm 5461測試其它形式的絕緣介質(zhì)，只是還不能對(duì)其它形式的絕緣 測試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的分析。12當(dāng)?shù)谝淮卧谀潮辉嚻飞线M(jìn)行rvm試驗(yàn)時(shí)，最

3、好按照rvm自動(dòng)設(shè)定的程序測完tc=20ms 到tc=10,000s之間的所有測試點(diǎn)，但最少不得低于loooso當(dāng)再次對(duì)該試品進(jìn)行測試時(shí)，可以根據(jù) 上次測試的情況，考慮將測試時(shí)間序列縮短。1. 3當(dāng)被試品電容很大時(shí)，推薦采用下面的步驟對(duì)測試的結(jié)果進(jìn)行檢查。(a) 記錄下tc=20ms時(shí)的恢復(fù)電壓波形。(b) 同典型的恢復(fù)電壓波形進(jìn)行比較。一般地，典型的tc=20ms時(shí)的恢復(fù)電壓波形如圖1所示。ur圖1典型的恢復(fù)電壓波形對(duì)于大電容的被試品由于殘余電荷的影響可能出現(xiàn)如圖2的波形，即殘余電荷電壓可能比恢復(fù)電 壓的最大值高，但是測試儀器卻自動(dòng)將最高電壓umax看成是最大恢復(fù)電壓urmax,導(dǎo)致錯(cuò)誤的測

4、試 結(jié)果。圖2大電容試品可能岀現(xiàn)的恢復(fù)電壓波形（c）對(duì)于圖2中出現(xiàn)的情況，建議從較大的起始充電時(shí)間tc （比如100ms）開始進(jìn)行rvm測 試。另外上述辦法對(duì)于檢查可能存在的ac干擾也非常有用。圖3疊加了交流干擾的恢復(fù)電壓波形2. 油紙絕緣的紙中含水量的估計(jì)需要說明的是，通過rvm曲線估算油紙絕緣的紙中含水量是在實(shí)驗(yàn)室里的變壓器模型上得到的, 現(xiàn)在還不能保證該估算具有普遍的意義。有鑒于此，對(duì)紙中含水量的估計(jì)要區(qū)別以下兩種情況。2. 1當(dāng)rvm測試得到的恢復(fù)電壓曲線同在變壓器模型上得到的最大恢復(fù)電壓曲線比較相似時(shí), 可以認(rèn)為此時(shí)的紙屮含水量的估計(jì)值具有比較高的可信度。圖4給出了變壓器模型上得到的

5、最大恢復(fù) 電壓曲線的典型波形，它只具有一個(gè)峰值點(diǎn)。urmax圖4典型的單峰最大恢復(fù)電壓曲線22如果測的波形具右多個(gè)峰值、平頂波或其它奇怪的形狀時(shí)，則表明被試品同前述的變壓器 模型不相匹配，此時(shí)不能簡單地對(duì)紙中含水量進(jìn)行估計(jì)。但是，如果試驗(yàn)操作正確，而且試驗(yàn)結(jié)果具有 很好的可重復(fù)性，則測得的最大恢復(fù)電壓波形仍然代表了被試品的絕緣狀態(tài)。對(duì)于這類波形的分析需要比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還得參考其它可比較的測試結(jié)果，了解有關(guān)被試 品的另外有關(guān)信息，如被試品的運(yùn)行年數(shù)、其它試驗(yàn)結(jié)果（如絕緣電阻、dga等）以及當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)狀 況等。在遇到這種情況時(shí)，可以改變一些試驗(yàn)參數(shù)，如改變?cè)囼?yàn)電壓、試驗(yàn)線路的連接等。23異常

6、波形的例子為了積累分析異常波形的經(jīng)驗(yàn)，這里給岀了一些異常波形的例子。例1: 5mva, 66/3.3kv, 1958年制造的配電變壓器，在進(jìn)行rv測試前曾發(fā)生擊穿事故，該 例子表明對(duì)于存在多個(gè)峰值的最大恢復(fù)電壓曲線，折算得到的紙中含水量是不可信的。tc （折算到20°c）圖5異常最大恢復(fù)電壓曲線之例一tc(s)urmax(v)h2o(%)臨界溫度（°c）4.3913.13.6619.7113.63.266231.5130.61.794例2: 一臺(tái)1964制造的主變?cè)谡顩r下測得的最大恢復(fù)電壓曲線。第一個(gè)峰值tc=37s對(duì)應(yīng)的含水 量2.6%比較可信，而后一個(gè)峰值對(duì)應(yīng)的0.

7、3%的含水量則不可信，因?yàn)橐慌_(tái)運(yùn)行近40年的老變壓器 其紙絕緣的含水量不可能這么低。圖6異常最大恢復(fù)電壓曲線之例二tc(s)urmax(v)h2o(%)臨界溫度（°c）36.68249.92.6757393.99219.90.3173例3:給出了一臺(tái)變壓器在干燥處理前后測得的最大恢復(fù)電壓波形。曲線a代表干燥處理前的恢復(fù)電 壓曲線，曲線b代表t燥處理后的恢復(fù)電壓曲線。曲線a中峰值對(duì)應(yīng)的含水量為3.3%,曲線b中兩 個(gè)峰值對(duì)應(yīng)的含水量分別為3.1%和1.2%。曲線b中的兩個(gè)含水量均不能代表干燥處理后紙絕緣的總 體含水量，但它卻清晰地反映了絕緣介質(zhì)的絕緣狀態(tài)的不均勻性。因?yàn)閯傔M(jìn)行過干燥處理

8、，各處絕緣介 質(zhì)的水分需要有一個(gè)擴(kuò)散和平衡的過程。tc圖7異常最大恢復(fù)電壓曲線之例三目前，只有rvm儀器能對(duì)絕緣狀態(tài)的這種不均勻性進(jìn)行真實(shí)的反映。3. 油紙絕緣的總體狀態(tài)的判據(jù)盡管在制造變壓器時(shí)可以采用各種先進(jìn)的工藝和材料，但是因?yàn)榻^緣中含有有機(jī)材料，所以變壓 器的老化、劣化現(xiàn)象是不可避免的。另外，變壓器還可能由于受潮和局部放電等絕緣缺陷的作用，其總 體的油紙絕緣將會(huì)處于一種不良的狀態(tài)。a.bognar教授提出了利用測量絕緣介質(zhì)的極化譜圖來反應(yīng) 絕緣狀況的新思路，并通過變壓器模型得到了不同狀態(tài)下的urmax-tc曲線，如圖8所示。urmax/uc38 °c圖8油紙絕緣在不同狀態(tài)下的u

9、rmax/tc曲線圖中的8條曲線分別對(duì)應(yīng)于不同的絕緣狀態(tài)，表現(xiàn)為固體介質(zhì)的含水量不同，從4%到0.5%。 從圖中可以看出，曲線的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間越小，相應(yīng)的含水量越高，則絕緣的不良程度也越嚴(yán)重。需要說明的是，雖然urmax/tc曲線對(duì)應(yīng)的峰值tc可以轉(zhuǎn)換成，或者說可以表現(xiàn)為紙絕緣的含 水量，但并不代表其真實(shí)的含水量，而只是總體絕緣狀態(tài)的一種反映。所以可以直接根據(jù)折算到209 的峰值tc的大小來判斷變壓器總體絕緣的好壞。圖8中的曲線是對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷的根本依據(jù)，結(jié)合實(shí)際的測試結(jié)果，初步得出列于表1中的 判據(jù)。在不同的電壓等級(jí)下，根據(jù)urmax/tc曲線對(duì)應(yīng)的峰值tc的大小將絕緣劃分為“優(yōu)良”、“

10、一般” 和“較差”三個(gè)等級(jí)。表1 rvm試驗(yàn)結(jié)果判據(jù)（折算到20°c）電壓等級(jí)優(yōu)良一般較差500kvtc > looos250s < tc < 1000stc< 250s220kvtc > 800s200s < tc < 800stc< 200suokvtc > 600s100s < tc < 600stc< 600s6.3kv及以下tc > 400s50s < tc < 400stc< 50s對(duì)于互感器的試驗(yàn)可參照表1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析判斷。4. 部分現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果從1999年4月到2001年

11、7月一共進(jìn)行了 16臺(tái)次變壓器測試和7臺(tái)次電流互感器測試。現(xiàn)給 出其中部分的實(shí)測結(jié)果，以后對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)可將之作為參考。4. 1麗水110kv古市變#2主變圖9(a)古市變#2主變高壓側(cè)urmaxtc曲線 折算到209的高壓側(cè)urmax-tc曲線制造年月型號(hào)容量制造廠家1965年9月sfsz-15000/11015000kva/圖10(a)古市變#2主變中壓側(cè)urmax-tc曲線(b)折算到20°c的中壓側(cè)urmax-tc曲線tctc (03020°c)圖11(a)古市變#2主變低壓側(cè)urmax-tc曲線 折算到20°c的低壓側(cè)urmax-tc曲線 試驗(yàn)結(jié)果

12、及分析(折算到20°c)：tc(s)urmax(v)含水量()高壓側(cè)114.8198.02.0中壓側(cè)46.56188.02.5低壓側(cè)44.86166.32.5分析結(jié)論從試驗(yàn)結(jié)果分析得出該變壓器已岀現(xiàn)較明顯的老化現(xiàn)象，尤其是中、 低壓側(cè)，總體絕緣狀況較差。實(shí)際吊芯檢查發(fā)現(xiàn)紙絕緣已出現(xiàn)脆化， 無彈性，固體絕緣已老化。目前該變壓器已退出運(yùn)行。4.2北侖電廠500kv #1主變制造年月型號(hào)容量制造廠家1989 年/755 mvatoshiba試驗(yàn)結(jié)果及分析（折算到20°c）:tc(s)urmax(v)含水量（）峰值點(diǎn)17.119.03.4峰值點(diǎn)2843173.01.0分析結(jié)論從試驗(yàn)

13、結(jié)果可以看出，該urmax-tc曲線存在兩個(gè)峰值，說明該變壓 器的總體的固體絕緣介質(zhì)存在不均勻性，比如存在局部的受潮點(diǎn)，其 總體絕緣狀況一般。該變壓器的油中h2含量時(shí)高時(shí)低，到目前為止 尚未找到確切原因。4.3云和變#1主變和#2主變的測試比較名稱制造年月型號(hào)容量制造廠家#1主變1980 年sfszb-20000/11020000kva常州變壓器廠#2主變1999 年sfsz9-31500/11031500kva南京變壓器廠tc （折w到 2（rc）圖13云和變#1主變高壓側(cè)urmaxtc曲線tc ( wj 20°c)圖14云和變#2主變高壓側(cè)urmax-tc曲線試驗(yàn)結(jié)果及分析（折算

14、到20°c）:tc(s)urmax(v)含水量（）云和變#1主變58684.71.2云和變#2主變1355142.00.8分析結(jié)論從#1主變和#2主變的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可以看出，#2主變的絕緣優(yōu) 良，而#1主變的總體絕緣狀況則一般。在排除受潮等其它因素的影 響下，#1主變的總體絕緣已出現(xiàn)老化。4.4 220kv ct的對(duì)比測試2000年6月麗水變220kv ct預(yù)試時(shí)發(fā)現(xiàn)介損異常，高電壓介損超標(biāo)。經(jīng)多方反復(fù)研究，確定 對(duì)所有220kv ct進(jìn)行更換處理。為了摸清ct介損異常的原因，利用rv5461現(xiàn)場對(duì)新舊ct進(jìn)行 了對(duì)比測試。25日在現(xiàn)場對(duì)退下來懷疑有問題的兩臺(tái)ct進(jìn)行了測試，測試結(jié)果

15、如下：（1） #1主變c相ct10m0.1110100 1k 10ktc(s)圖15原#1主變c相ct的urmax-tc曲線tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.0020.0050.00urmax(v )30.941.9052.0061.9069.9068.8058.7039.4036.0030.0026.20旁路a相ct10m0.11101001k10ktc圖16原旁路a相ct的urmax-tc曲線tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.0020.0050.00urmax(v)38.459.6077.209

16、3.60107.0110.0106.096.9088.4084.6077.20同時(shí)，我們對(duì)運(yùn)到現(xiàn)場的部分新ct也進(jìn)行了對(duì)比測試，測試結(jié)果如下:(3) ct-2000061290010m0.1110100 1k 10ktciii ii 1,"1illi illi 1圖 17 ct-200006129 的 urmax-tc 曲線tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.020.050.0100200urmax(v)5.349.1317.324.238.239.949.259.158.162.544.436.116.3(4) ct-200006124圖 18 ct-200006124 的 urmax-tc 曲線tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.020.050.0100200urmax(v)1.855.756.737.9822.833.040.648.150.560.652.9