[发明专利]一种不同类型天然酯油纸绝缘缺陷产气的模拟方法与系统

说明书

本发明提供了一种不同类型天然酯油纸绝缘缺陷产气的模拟方法与系统，包括：S1、制作不同类型油纸绝缘缺陷；S2、调控油纸绝缘绕组电流，监控温度信息，模拟过热缺陷；S3、调节施加电压大小，模拟放电缺陷；S4、进行油纸绝缘缺陷在电‑热联合作用下异常产气的过程模拟；S5、对产生的气体进行气体分析，分析不同类型油纸绝缘缺陷的气体特征指纹。本发明解决了现有技术中天然酯变压器容易因为过热、放电导致异常产气的问题，实现对不同类型的油纸缺陷进行过程模拟，为保障天然酯变压器的安全运行提供有力的技术支撑。

技术领域

本发明涉及变压器油纸绝缘的故障诊断领域，特别是一种不同类型天然酯油纸绝缘缺陷产气的模拟方法与系统。

背景技术

天然酯绝缘油具有良好的电气性能，闪点高于300℃，生物降解率高达97％，饱和含水量高，环保可再生，具有良好的阻燃特性，适用防火要求高的场所，而且能有效延缓绝缘纸老化，被认为是矿物绝缘油的最佳替代品。近20年来，国内外学者对天然酯绝缘油开展了广泛和深入研究，取得了令人瞩目的研究进展，天然酯绝缘油已成功地应用于配电变压器和高压大容量变压器。

1999年，瑞典ABB公司生产出第一个商品名为“BIOTEMP”的天然酯绝缘油变压器；2000年到2009年，Alstom Grid采用FR3绝缘油研制出245kV天然酯(植物)绝缘油电力变压器，已在巴西挂网运行。2014年，武汉南瑞成功自主研发出10kV天然酯绝缘油变压器；同年，西门子公司研发出全球首台420kV天然酯绝缘油变压器并在德国电网变电站调试成功投入运营。2017年11月，广州供电局与重庆大学合作成功研发出我国首台具有自主知识产权的110kV天然酯绝缘油变压器并投入运行。2018年4月，正泰电气研制的132kV(40MVA)天然酯绝缘油变压器一次性通过型式试验。2018年9月，山东电力有限设备公司自主研发出国内容量最大的110kV/63MVA天然酯绝缘油变压器。当前全球在运行的天然酯(植物)绝缘油变压器已超过100万台，电压等级范围在10～420kV，容量范围在6.25～300MVA，而且呈现出快速增长的态势，其电压等级和容量也逐渐升高，其中有25000台大中型天然酯绝缘变压器。

电网中运行的天然酯变压器越来越多，而与矿物油变压器相比，目前国内外关于应用天然酯变压器的运维技术正处于深入研究阶段，尚不成熟，已实施的标准是IEEEStdC57.147-2018《变压器用天然酯验收和维护导则》、IEC 62770-2013《电工用液体变压器和类似电气设备用未使用过的天然酯》、IEEE C57.155-2014《天然酯和合成酯液浸变压器油中产气分析导则》、DL/T1811-2018《电力变压器用天然酯绝缘油选用导则》、DLT 1360-2014《大豆植物变压器油质量标准》、Q GDW11659-2016《天然酯绝缘油配电变压器技术导则》。过热和放电是充油设备异常产气的两个主要原因。据统计，常见的变压器油纸绝缘缺陷主要有局部过热、局部放电、沿面闪络电弧放电、绝缘击穿。过热性故障是指由于热应力造成绝缘劣化加速所产生的故障。造成过热故障的主要原因有过载运行、分接开关接触不良、导线过热、接触不良或紧固件松动以及局部油道堵塞导致散热不良等。放电故障按照放电能量的不同可以分为：局部放电、低能放电和高能放电三种类型。火花放电是低能放电的主要形式之一。高能放电的典型代表是电弧放电。采用油中溶解气体分析(Dissolved gasanalysis，简称为DGA)技术预测变压器等充油电气设备内部潜伏性故障，是电力变压器等油浸绝缘设备绝缘监督的重要手段。主要有C2H2、C2H4、CH4、H2、C2H4、C2H6、CO、CO2八种特征气体。天然酯与矿物油在分子结构组成和油品属性上存在很大差异，模拟分析不同类型天然酯-纸绝缘缺陷类型导致的天然酯绝缘油产气情况，对更好地推广应用天然酯及管控天然酯的油品质量，保障天然酯变压器安全运行提供有力的技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同类型天然酯油纸绝缘缺陷产气的模拟方法与系统，旨在解决现有技术中天然酯变压器容易因为过热、放电导致异常产气的问题，实现对不同类型的油纸缺陷进行过程模拟，为保障天然酯变压器的安全运行提供有力的技术支撑。