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影響變壓器絕緣性能的主要因素

發(fā)布時間:2022-09-02 02:07:04 瀏覽次數(shù):5780

  在變壓器運行過程中,影響變壓器絕緣性能的主要因素是溫度、濕度、油保護(hù)方法和過電壓效應(yīng)。因此,將這些因素控制在合理的范圍內(nèi),是保證變壓器安全使用的關(guān)鍵要素。


  1、溫度的影響


  電力變壓器采用油紙絕緣,油紙中的水分在不同溫度下具有不同的平衡曲線。一般情況下,當(dāng)溫度升高時,紙中的水分會沉淀到水池中;否則,紙張會從油中吸收水分。因此,溫度越高,變壓器中絕緣油的含水量越大;反之,含水量小。


  當(dāng)溫度不同時,伴隨氣體產(chǎn)生的纖維素的溶解和斷鏈程度不同。在一定溫度下,CO和CO2的產(chǎn)率是恒定的,即油中CO和CO2的含氣量與時間呈線性關(guān)系。隨著溫度的不斷升高,CO 和 CO 的生成速率呈指數(shù)增長趨勢。由此可見,油中co和CO的含量與絕緣紙的熱老化直接相關(guān),含量變化可以作為判斷密封變壓器中紙層是否異常的標(biāo)準(zhǔn)之一。


  變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度,而老化程度又取決于工作溫度。在額定負(fù)載下,油浸式變壓器繞組平均溫度升至65℃,最高溫度升至78℃。如果平均環(huán)境溫度為20°C,則最熱點溫度為98°C;在這個溫度下,變壓器可以運行20- 30年,如果變壓器過載,溫度會升高,從而縮短壽命。


  國際電工委員會(IEC)認(rèn)為,A級絕緣變壓器在80 ~140℃的溫度范圍內(nèi),溫度每升高6℃ ,變壓器絕緣的有效壽命將加倍。這是6°C規(guī)則,它說明了熱量的局限性。它比過去接受的 8°C 規(guī)則更嚴(yán)格。


  2、濕度的影響


  水分的存在加速了紙纖維素的降解。因此,CO和CO2的產(chǎn)生也與纖維素材料的水分含量有關(guān)。當(dāng)濕度恒定時,含水量越高,二氧化碳分解越多。相反,水含量越低,CO分解越多。


  絕緣油中的微量水分是影響絕緣性能的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在對絕緣介質(zhì)的電氣和物理化學(xué)性能有很大的危害。水分會降低絕緣油的火花放電電壓,增加介質(zhì)損耗因數(shù)tg8,促進(jìn)絕緣油老化,使絕緣性能變差。設(shè)備受潮不僅會降低電力設(shè)備的運行可靠性和使用壽命,還會造成設(shè)備損壞,甚至危及人身安全。


  3、防油方式的影響


  變壓器油中氧的作用加速了絕緣分解反應(yīng),氧的含量與油的保護(hù)方式有關(guān)。另外,不同的水池對CO和CO2在油中溶解和擴(kuò)散的方式也不同。例如,CO的溶解量小,開式變壓器CO很容易擴(kuò)散到油面空間中。因此,開式變壓器中CO的體積分?jǐn)?shù)一般不超過300x10-6。對于密封變壓器,由于油面與空氣絕緣,CO和CO2不易揮發(fā),因此含量較高。


  4、過電壓的影響


  (1) 瞬態(tài)過電壓的影響


  三相變壓器正常運行產(chǎn)生的相對地電壓為相電壓的58% ,但發(fā)生單相故障時,中性點接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加30 % ,中性點接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加73%。中性點不接地系統(tǒng),可能損壞絕緣。


  (2) 雷電過電壓的影響


  由于雷電過電壓波陡峭,縱向絕緣(匝間、平行、絕緣)上的電壓分布很不均勻,可能在絕緣上留下放電痕跡,從而破壞固體絕緣。


  (3) 工作過電壓的影響


  由于工作過電壓頭比較平滑,電壓分布近似線性。當(dāng)工作過電壓波從一個繞組轉(zhuǎn)移到另一個繞組時,它與兩個繞組之間的匝數(shù)大致成正比,這很可能導(dǎo)致主絕緣或相間絕緣劣化和損壞。


  5、短路電動勢的影響


  出線短路時的電動勢會使變壓器繞組變形,使引出線移位,從而改變原來的絕緣距離,使絕緣發(fā)熱,加速老化或損壞,引起放電、拉弧、短路故障。

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標(biāo)簽: 試驗變壓器
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