一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法技术

本发明专利技术属于电力设备在线监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法，包括：在变压器端部两片压板相对位置压出多个半圆球凹槽，半圆槽沿端部压板圆周均匀分布；将装有可检测物质的胶囊小球放入半圆球凹槽内，并压紧变压器端部两片压板；变压器正常运行时，压板正常承受压力，胶囊小球内外压力保持平衡稳定；压板一旦发生失压，会导致压板间胶囊小球因内部压强过大而胀裂，可检测物质流入变压器油中；通过对变压器油进行气相色谱分析来检测油中释放物质含量，从而判断绕组端部压板是否存在失压。本发明专利技术能方便安全的在线检测，无需变压器停机，就能定量判断变压器压板失压情况，从而确保变压器安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力设备在线监测与故障诊断
，尤其涉及一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法。
技术介绍
由于电磁力作用，变压器运行时存在非常大的振动力矩，变压器绕组两端的压板承受着非常大的轴向压力，以确保变压器稳定正常运行，因此变压器绕组端部压板的紧固就显得至关重要。引起变压器端部压板松动或者受力不均的因素，有如下几个方面：在变压器的运输或安装过程中，若发生碰撞和冲击，可能会导致端部压板的轻微松动；由于自然灾害等不可控因素，例如地震等导致压板的变形和松动；绝缘压板在浸油后发生的自然蠕动；在变压器工作中，长时间振动的作用可能会导致压板的逐渐松动，对变压器绕组的固定造成影响；变压器长期的运行可能会导致其端部压板材料发生疲劳退化，同样会影响端部压板对绕组的紧固，从而留下故障隐患。当电力变压器出口位置遭受到各种短路故障的冲击时，由于短路电流会产生巨大的电动力并使得绕组急剧发热，造成变压器绕组的不可逆变化，包括轴向、径向变形、位移、扭曲、鼓包等，导致变压器绕组产生严重变形，从而造成绕组端部压板受力不均，迅速失去压力；另外，绕组若在安装过程中存在轴心偏移，也会导致变压器绕组端部绝缘纸板失压。因此，在变压器运送和安装完毕后或者遭受短路故障电流冲击后，需要对端部压板压力情况进行检测，确定能否进行投入运行。根据上述情况，开展了相关研究，以便更及时精确的发现有问题的变压器，并有计划地进行检修，从而在一定程度上减少变压器事故的发生。
技术实现思路
针对电力变压器端部压板失压检测的问题，本专利技术创造性地提出了一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法，来检测压板是否存在松动、受力不均等问题。方法具体包括：步骤1、在变压器端部两片压板相对位置压出多个半圆球凹槽，半圆槽沿端部压板圆周均匀分布；步骤2、将装有可检测物质的胶囊小球放入半圆球凹槽内，并压紧变压器端部两片压板；步骤3、变压器正常运行时，压板正常承受压力，胶囊小球内外压力保持平衡稳定；压板一旦发生失压，会导致压板间胶囊小球因内部压强过大而胀裂，可检测物质流入变压器油中；步骤4、通过对变压器油进行气相色谱分析来检测油中释放物质含量，从而判断绕组端部压板是否存在失压。所述半圆球凹槽的直径为5mm，胶囊小球的直径为5mm。所述胶囊小球中的可检测物质满足变压器油的规范，不会改变变压器油的绝缘能力，不会与电力变压器的绝缘材料发生化学反应，并且容易在变压器油中溶解气体的气相色谱分析中被检测到。所述胶囊小球中的可检测物质包括：四氟化碳、十二烷基苯、乙基苯、二异丙苯。所述胶囊小球的制作方法为：将适量的液态或固态可检测物质注入胶囊小球中，待小球安装到压板间后，在变压器工作温度状态，可检测物质会变为气态，使胶囊小球内部压强增大，从而使内外压强平衡稳定状态，并保持胶囊小球一定的压力检测灵敏度。所述胶囊小球中注入不同的可检测物质并将胶囊小球放置在不同相绕组的端部压板从而进行故障相定位。所述气相色谱分析通过由气流系统、分离系统、检测系统、数据处理系统和温度控制系统所组成的气相色谱仪实现。本专利技术的有益效果如下：(1)方便安全的在线检测方法，不需要进行电气连接，不需要变压器停机，对电力系统运行无影响；(2)能够有效的检测出电力变压器绕组端部压板的失压问题，包括因绕组变形和轴心偏移等造成的压板受力不均，安装运输过程中或因自然灾害等原因造成的压板松动，变压器长期工作后可能会产生的压板疲劳退化等问题；(3)能够及时发现变压器绕组端部压板的故障隐患，从而合理安排检修和进一步检查，避免变压器进而发生更加严重的毁坏，确保变压器安全运行；(4)能够通过气相色谱分析来确定泄露物质的含量，从而定量判断变压器压板失压情况。附图说明图1为变压器端部压板圆周上开有均匀分布的半圆球凹槽示意图；图2为气相色谱仪工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图，对实施例作详细说明。由于绕组轴向结构只能承受压应力，不能承受张应力，因此绕组受力移动时，只在压缩侧受到约束，而松开侧就不存在力的作用。轴向没有预压力时，当短路时，绕组向上有轴向力作用时，绕组线饼上部绝缘垫块受压缩，绕组线饼下部的垫块就呈自由状态了，这样就难以保证垫块还能固定在原有的位置上，绕组发生故障。因此，由于因绕组轴向压紧不佳，绕组在短路轴向力的作用下，出现松动和变形而造成电力变压器损坏的事故呈上升趋势，故可以通过对绕组端部压板压力进行检测从而判断变压器是否存在潜在隐患。准备阶段：(1)首先在制造时对压板进行处理，利用与失压释放胶囊规格相同的实心小球，沿绕组端部压板圆周均匀制出可供胶囊放置的空间，排布层数由压板具体尺寸决定，见图1；(2)选用不同物质，用于不同相绕组的端部压板，便于进行故障相定位；(3)将其制成不同类别的失压释放胶囊小球，胶囊小球的规格要保证在检测时有足够的灵敏度，然后将小球放入绕组端部压板的预留空间。检测阶段：(1)在变压器运行过程中，取少量样品；(2)通过气相色谱分析仪对样品所含成分进行检测；(3)如果检测到胶囊小球释放的物质，根据生成的色谱图对其进行定量分析；(4)根据检测结果和现场情况，综合诊断，并安排后续检测和维修。对于胶囊释放物质的选取，首先需要满足变压器油的规范，变压器油主要是由碳氢化合物组成，另外还存在硫、氮、氧和很少量金属元素，具有低粘度，低倾点，高闪点和优良的化学稳定性和电气强度，因此释放物质应不改变变压器油的绝缘能力；其次，该物质不会与电力变压器的绝缘材料发生化学反应，产生新的生成物，其可能会在变压器油中形成“小桥”，同样会影响油的绝缘性能等；最后，该物质应当较容易在变压器油中溶解气体的气相色谱分析中被检测到。气相色谱分析的原理是，当混合气体被流动相携带通过色谱柱(填充固定相)时，试样分子与固定相分子之间发生了相互作用(如被吸附、解析等)，试样中各组分的物理、化学性质不同，所以各自在相对运动的两相间的分配系数K也不与流动相相同，各组分沿着色谱柱运动的速度也就不相同。样品通过色谱柱的分离过程如图2所示。气相色谱分析具有分离效率高，分析速度快，样品用量少，检测灵敏度高，选择性好，应用范围广等优点，其作用是将收集到的溶解于油中的气体的各个组分一一分离出来，再由鉴定器对各自的浓度进行测定。本专利技术选用四氟化碳作为胶囊释放物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法，其特征在于，步骤1、在变压器端部两片压板相对位置压出多个半圆球凹槽，半圆槽沿端部压板圆周均匀分布；步骤2、将装有可检测物质的胶囊小球放入半圆球凹槽内，并压紧变压器端部两片压板；步骤3、变压器正常运行时，压板正常承受压力，胶囊小球内外压力保持平衡稳定；压板一旦发生失压，会导致压板间胶囊小球因内部压强过大而胀裂，可检测物质流入变压器油中；步骤4、通过对变压器油进行气相色谱分析来检测油中释放物质含量，从而判断绕组端部压板是否存在失压。

【技术特征摘要】
1.一种基于失压释放胶囊的电力变压器压板故障检测方法，其特征在于，
步骤1、在变压器端部两片压板相对位置压出多个半圆球凹槽，半圆槽沿端
部压板圆周均匀分布；
步骤2、将装有可检测物质的胶囊小球放入半圆球凹槽内，并压紧变压器端
部两片压板；
步骤3、变压器正常运行时，压板正常承受压力，胶囊小球内外压力保持平
衡稳定；压板一旦发生失压，会导致压板间胶囊小球因内部压强过大而胀裂，
可检测物质流入变压器油中；
步骤4、通过对变压器油进行气相色谱分析来检测油中释放物质含量，从而
判断绕组端部压板是否存在失压。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述半圆球凹槽的直径为5mm，
胶囊小球的直径为5mm。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述胶囊小球中的可检测物质
满足变压器油的规范，不会改变变压器油的绝缘能力，不会与电力变压器的绝
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑重，杜赫，于志诚，龚文博，余洋，孙梦，韩元昭，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11