一种变压器绝缘劣化模式辨识方法技术

本发明专利技术涉及一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，包括以下步骤：从运行变压器中抽取绝缘油样品，分析样品中能够反映绝缘劣化情况的特征气体的浓度；计算特征气体能量的增长趋势，并据此辨识球板绝缘劣化模式；计算特征气体能量密度的增长趋势，并据此辨识柱板和针板绝缘劣化模式。本发明专利技术设计合理，其通过分析变压器绝缘油中的特征气体能量增长趋势及其能量密度增长趋势，有效辨识绝缘劣化模式，从而为变压器的检修时机和检修方案提供技术依据，可以最大限度地发挥变压器的使用率，防止绝缘过度劣化而损坏，保证了变压器的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器绝缘劣化模式辨识方法
本专利技术属于变压器绝缘
，尤其是一种变压器绝缘劣化模式辨识方法。
技术介绍
运行变压器在长期局部放电作用下会发生绝缘劣化，绝缘劣化模式可分为球板、柱板、针板三种。不同劣化模式产生的能量大小以及对绝缘损伤的程度各不相同。实践证明，变压器的损坏和故障大都是因绝缘的逐渐劣化，而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和供电可靠性的关键。因此，如何对绝缘劣化模式进行准确辨识从而判断劣化的程度和发展趋势是目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，能够对绝缘劣化模式进行准确辨识从而判断劣化的程度和发展趋势。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，包括以下步骤：步骤1、从运行变压器中抽取绝缘油样品，分析样品中能够反映绝缘劣化情况的特征气体的浓度；步骤2、计算特征气体能量的增长趋势，并据此辨识球板绝缘劣化模式；步骤3、计算特征气体能量密度的增长趋势，并据此辨识柱板和针板绝缘劣化模式。所述特征气体包括C2H6、C2H4、C2H2、CH4、H2和CO。所述步骤2的具体实现方法为：首先，按下式计算特征气体的能量W：W＝⊿H(CH4)×c(CH4)+⊿H(C2H6)×c(C2H6)+⊿H(C2H4)×c(C2H4)+⊿H(C2H2)×c(C2H2)+⊿H(H2)×c(H2)+⊿H(CO)×c(CO)其中c代表各特征气体浓度，⊿H为化学反应的焓变值，Hp为生成物的标准生成焓，Hr为反应物的标准生成焓；然后，根据特征气体的能量判断特征气体能量增长是否呈S型曲线，是则绝缘劣化模式为球板绝缘劣化模式。所述步骤3的具体实现方法为：定义比值来表示绝缘劣化发展的能量密度，其中W为特征气体能量，c(CO)代表CO的浓度，如果能量密度在中期出现波动现象，增长停滞，则劣化模式为柱板劣化模式，如果能量密度持续增长，则劣化模式为针板劣化模式。本专利技术的优点和效果：本专利技术设计合理，其通过分析变压器绝缘油中的特征气体能量增长趋势及能量密度增长趋势，有效辨识绝缘劣化模式，从而为变压器的检修时机和检修方案提供技术依据，可以最大限度地发挥变压器的使用率，防止绝缘过度劣化而损坏，保证了变压器的安全稳定运行。附图说明图1为本专利技术的处理流程图；图2为球板、柱板、针板三种绝缘劣化模式下的特征气体能量增长曲线；图3为柱板、针板两种绝缘劣化模式下的特征气体能量密度增长曲线。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述：一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1、从运行变压器中抽取绝缘油样品，分析油中溶解气体各组分的浓度，特别是可以反映绝缘劣化情况的特征气体浓度，包括C2H6、C2H4、C2H2、CH4、H2和CO。步骤2、根据特征气体能量的增长趋势辨识球板绝缘劣化模式。(1)变压器绝缘劣化过程也是发生化学反应的过程，故以化学反应中的焓变来表征特征气体的能量。根据热力学理论，某化学反应的焓变可定义为：⊿H＝Hp-Hr，其中，Hp为生成物的标准生成焓，Hr为反应物的标准生成焓，焓变⊿H即为二者之差。(2)以绝缘油中C20H42链烷烃作为起始反应物，特征气体的化学反应方程式为：反应式1：反应式2：反应式3：反应式4：反应式5：反应式6：表1给出了上述化学反应中所涉及到的化合物的标准生成焓。表1标准生成焓(kJ/mol)分子标准生成焓H分子标准生成焓HC20H42-455.8C2H6-83.9C20H40-357.9C2H452.30C19H38-345.9C2H2226.7C18H38-414.6CH4-74.48C18H36-314.1H20C6H12O6-1271.1CO-110.5(3)计算出以上化学反应中生成特征气体的焓变值。以反应式1中CH4气体的焓变值计算为例，⊿H(CH4)＝[H(CH4)+H(C19H38)]﹣H(C20H42)＝(﹣74.48﹣345.9)﹣(﹣455.8)＝35.42kJ/mol。同理，可以计算出其他反应式中特征气体的焓变值，如表2所示。表2特征气体的焓变值(kJ/mol)反应式特征气体焓变值ΔH(kJ/mol)1CH435.422C2H657.83C2H493.54C2H2267.95H297.96CO101.4(4)计算特征气体的能量W＝⊿H(CH4)×c(CH4)+⊿H(C2H6)×c(C2H6)+⊿H(C2H4)×c(C2H4)+⊿H(C2H2)×c(C2H2)+⊿H(H2)×c(H2)+⊿H(CO)×c(CO)，其中c代表各特征气体浓度。对于球板、柱板、针板三种绝缘劣化模式，其典型的特征气体能量增长曲线如图2中(a)、(b)、(c)所示。可以看出，球板绝缘劣化模式下的能量增长曲线呈“S”型。步骤3、根据特征气体能量密度的增长趋势辨识柱板和针板绝缘劣化模式。在各种特征气体中，只有CO是由绝缘纸板产生的，故CO浓度可以从侧面来反映纸板的受损情况，故定义比值来表示绝缘劣化发展的能量密度，其中W为特征气体能量，c(CO)代表CO的浓度。对于柱板、针板两种绝缘劣化模式，其典型的特征气体能量密度增长曲线如图3中的(a)、(b)所示。可以看出，柱板劣化模式下能量密度在中期出现波动现象，增长停滞，而针板劣化模式的能量密度持续增长。需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、从运行变压器中抽取绝缘油样品，分析样品中能够反映绝缘劣化情况的特征气体的浓度；步骤2、计算特征气体能量的增长趋势，并据此辨识球板绝缘劣化模式；步骤3、计算特征气体能量密度的增长趋势，并据此辨识柱板和针板绝缘劣化模式。

【技术特征摘要】
1.一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、从运行变压器中抽取绝缘油样品，分析样品中能够反映绝缘劣化情况的特征气体的浓度；步骤2、计算特征气体能量的增长趋势，并据此辨识球板绝缘劣化模式；步骤3、计算特征气体能量密度的增长趋势，并据此辨识柱板和针板绝缘劣化模式。2.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，其特征在于：所述特征气体包括C2H6、C2H4、C2H2、CH4、H2和CO。3.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘劣化模式辨识方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：首先，按下式计算特征气体的能量W：W＝⊿H(CH4)×c(CH4)+⊿H(C2H6)×c(C2H6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，刘力卿，张弛，张鑫，李维博，段明辉，冯军基，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津,12