电力变压器油中溶解气体分析用标准物质的研制

采用称量法制备了电力变压器油中溶解气体分析用气体标准物质,分别用F检验和回归曲线法对研制的标准物质进行了均匀性和稳定性检验。结果表明,研制的电力变压器油中溶解气体分析用标准物质具有良好的均匀性和稳定性,标准物质定值结果为5 000μmol/mol,定值结果的相对扩展不确定度为1%(k=2)。该标准物质可用于电力部门变压器油中溶解气体的分析及测试。

交流探讨,共同推动电力变压器油市场的发展

变压器油是一种电气绝缘油,是原油通过先进的加工工艺生产的优质石油产品,具有高介电强度、较低的黏度、较高的闪点温度、良好的低温特性及抗氧化能力等基本特性,因此主要用于油浸式电力变压器、互感器、充油套管、油断路器等电气设备中,起绝缘、冷却、保护、灭弧等作用。变压器油虽然是变压器运行的附属产品,但对于保障超高压电力变压器的安全、稳定、经济运行,起着不可替代的作用。随着我国社会进步、国民经济持续快速增长,电力工业也随之加快发展。电力体制改革的不断深化和“西电东送”政策的实施,有力地促进着以三峡电站为中心的全国联合电网的迅速形成。各区域各省的装机容量与电网规模不断增长,区域间各项超高压交、直流输变电工程大量兴建,使得各电压等级变压器,尤其是超高压交、直流变压器容量骤增,变压器油用量也迅速增长。当前,随着电力工业厂网分开,电厂、电网管理多元化,在变压器运行当中针对变压器存在较多亟待解决的问题,如变压器油标准、性能、产品的应用、油务监督、油务管理、油品再生以及油品应服务等,此外,尚需进一步促进变压器产品本土化以降低电力建设与运行成本。本期特别策划围绕变压器油市场的生产、研发、应用的现关及存在的诸多问题,展开讨论,力求交流经验,梳理问题,提出建议,扩大共识,共同推动电力变压器用油市场的发展。

电力变压器油箱内部故障压力特征建模及仿真

鉴于变压器内部故障后压力升高可能导致油箱开裂、起火及爆炸等事故,长期以来,电力变压器一般装有瓦斯继电器和压力释放阀用于故障切除及油箱过压力释放。但由于业界对其深入研究不足,且鲜有理论创新和性能改进,目前广泛使用的瓦斯继电器存在速动性不足、可靠性较低及阈值难以整定等缺陷。通过分析变压器内部故障造成油箱内压力升高的瞬态物理过程,建立了变压器油箱内部故障压力震源及其波传播的数学模型,有限元仿真变压器内部故障后油箱内压力升高变化情况,得到不同时刻下油箱内部压力分布云图及不同位置压强升高曲线。仿真计算结果揭示了变压器电气网络故障与油箱内非电气量表象之间的关系,为研究基于故障压力特征的数字式瓦斯保护提供理论基础和仿真平台。此外,通过与电力变压器油箱内电弧故障压强升高试验结果的比较,验证了所建模型及仿真手段的正确性。

电力变压器油中气体精准监测及在线校准技术的研究与应用

对电力变压器绝缘油中的气体组分进行在线监测是一个非常重要、有效的手段,在十堰供电公司的应用非常广泛。介绍了电力变压器油气精准监测及在线校准技术的研究与应用情况,结合实测数据进行了比对分析,总结了该技术的技术特点、技术创新点和推广总结。

电力变压器油分析中在线色谱技术的应用

随着我国电力事业的迅速发展,电力设备等级得到不断的完善,电力容量及电压等级稳步上升,大大的提高了电力使用的安全,保障了人们的生命财产安全。但是由于电力等级的进步,电力的检测方式也需要不断的改进完善,以适应现代电力检测的要求。在线色谱技术作为电力变压器油性能分析的重要方式,在现代电力行业中的应用越来越广泛。本文我们的研究重点就是关于在线色谱技术在电力变压器油分析中的应用情况,了解在线色谱技术的原理与构成,从而采取有效的措施加强在线色谱技术在电力变压器油检测中的应用。

基于光纤S锥的电力变压器油中微水传感研究

微水含量是衡量油浸式变压器绝缘性能的一个重要技术参数,实时跟踪变压器油中微水含量对保障油浸式变压器乃至整个电力系统稳定运行具有重要意义。为此,该文提出一种基于光纤S锥的微水传感技术。通过分析S锥形光纤的物理模型,构建S锥引起光强衰减与微水含量的量化关系,并利用光束传输法分析光纤S锥光束传播过程,评估锥腰直径、轴向偏移量等参数对S锥中基模、高阶模之间耦合程度以及高阶模的占比程度和持续长度的影响。制备不同结构参数的S锥光纤传感器,并开展不同微水含量的变压器油样中实测。结果表明,S锥光功率衰减幅值随油中微水含量增加而增加,S锥锥腰直径越细、轴向偏移量越大,对应S锥的检测灵敏度越高。对于锥腰直径为30μm、轴向偏移量为60μm的S锥光纤探头,检测下限达到4.67mg/L。可知,S锥传感器可有效实时跟踪变压器油中的微水含量,有助于及时发现变压器早期存在的绝缘受潮问题,保障其长期安全运行。

强油风冷电力变压器油流继电器故障实例分析

针对2起运行中的强油风冷电力变压器油流继电器抖动引起挡板断裂事故,通过原因分析及定量计算,提出了加长油泵出口到油流继电器的距离或改变舵板面积2种不同处理方法,该方法不仅简单有效,而且避免了对变压器运行的危害。

强油风冷电力变压器油流继电器故障实例分析

一 靖远发电有限公司主变压器油流继电器挡板断裂事故 国电靖远发电有限公司#3主变压器投产于1991年，它为无载调压．电压等级330kV，型号SFP7—240000／330。其冷却系统油流继电器采用沈阳特种电器厂生产的型号为BLZ1—80型油流计．潜油泵型号：BLB-7／50—2V。

大型油浸式电力变压器胶囊式储油柜运行维护

为解决因设计、制造、安装工艺不足或运行维护操作不规范导致的胶囊密封失效、油位计显示油位不准确等问题,从大型油浸式电力变压器胶囊式储油柜的密封运行维护、油位运行维护两方面进行探讨,分析了密封失效的常见原因和检查方法,提供了摆杆式指针油位计的标定方法,并给出相应的维护建议。

面向典型负荷曲线的油浸式电力变压器动态载荷能力评估方法

开展油浸式电力变压器动态载荷能力评估,保障设备安全运行条件下提高设备利用率和迎峰能力,是资产精益化管理的发展方向。该文首先分析动态温升模型的热参数,使用光纤实测的绕组热点温度数据对热参数优化并对温升估算模型进行改进,最终热点温度估算最大误差不超过3K,其次结合变压器运行工况,综合考虑热点温度、顶层油温、寿命损失及套管和分接开关最大允许电流等约束,提出了一种基于负荷循环迭代的变压器动态载荷能力评估方法,并分析了典型负荷曲线及环境温度曲线的提取方法,最后针对变压器在不同场景下的多个动态载荷能力评估应用实例进行研究,确定变压器的动态载荷能力及限制因素。结果表明,套管和分接开关最大允许电流可能成为限制变压器动态载荷能力的主要因素,较额定工况,不同场景下变压器载荷能力可提升28%以上,具有较大的载荷潜力。

220kV油浸式电力变压器的高压电气试验方法及应用探讨

本文对220kV油浸式电力变压器的高压电气试验进行了研究和应用,探讨了高压电气试验过程中需要注意的关键问题,电气试验设备的按照标准操作、试验结果的数据综合分析等。通过合理的试验方法和严格的试验操作,可以评估变压器的电气性能,为电力系统的稳定供电提供有效保障。

油浸式电力变压器动态载荷评估技术研究

电力回路评估是电力设备运行的主要内容,对于电力传输能力和设备利用率的提高具有重要的作用。油浸式电力变压器作为电力系统中的关键设备,对其进行最大限度的动态载荷能力分析,可以增强电力回路动态载荷的客观性。但是,场景载荷曲线、环境温度曲线、热点温度辨识、绝缘寿命、健康状态评估等信息复杂,标准Kalman滤波算法存在局限性,无法满足实际的载荷评估需求。为此,本文对Kalman滤波算法进行改进,与支持向量机算法融合,提出改进Kalman滤波算法,分析热点温度辨识、热老化与动态载荷关联规律、载荷能力等指标,以实现准确的载荷评估。MATLAB仿真显示,在热点温度、绝缘寿命、健康状态评价等方面,改进Kalman滤波算法能够实现短期、长期的动态载荷评估,评估结果更加接近于实际测试,并优于标准Kalman滤波算法。

油浸式电力变压器在线监测与智能预警系统设计

阐述针对油浸式电力变压器的在线监测与智能预警系统设计方案。系统集成温度传感器、溶解气体分析仪(DGA)和负载电流监测装置,能够实时监控变压器8项关键性能指标,包括数据采集、数据挖掘、参数预测、故障预警。在检测到异常时,系统能自动识别故障模式和趋势,并发出预警。

油浸式电力变压器过载能力评估算法及工程应用研究

油浸式电力变压器的过载能力评估对于确保其安全可靠运行至关重要。目前缺乏一种简单而有效的评估方法,本文通过分析影响油浸式电力变压器过载能力的关键因素,结合变压器的设计原理和片式散热片油箱等效散热面积的概念,首次提出了一种基于油平均温升和顶层油温度的工程评估方法。所提方法考虑了变压器的热特性、冷却系统性能、负载电流、环境温度等因素对变压器温升的影响。该工程评估方法不仅简化了计算过程,还提高了评估结果的准确性。为了验证所提出方法的有效性,利用在运电力变压器实际运行数据进行了工程计算验证。通过与实际测量值进行比较,证实了该方法能够准确地评估油浸式电力变压器的过载能力。

基于5G通信的油浸式电力变压器动态载荷评估技术

基于5G通信技术的动态载荷评估技术,通过实时收集和分析变压器的运行数据,实现对变压器负载特性的精准监测和评估。本文提出了一种结合正态分布模型的方法,用于描述负载在不同时间段的概率分布情况,并通过最大似然估计等统计方法对模型参数进行估算与优化。结果表明,该方法能够有效提高变压器负载评估的准确性和实时性,为电力系统的优化调度和故障预警提供了可靠的依据。

光纤传感技术在油浸式电力变压器状态监测应用的研究进展

变压器的正常运行对电力系统的稳定至关重要。因此,对变压器进行实时状态监测并基于其进行故障分析具有重要意义。光纤传感因其灵敏度高、抗电磁干扰、耐高温等优势广泛应用于变压器监测中。文中首先介绍了光纤光栅传感、分布式光纤传感及荧光光纤传感等技术的原理和特点。详细分析了光纤传感技术在油浸式电力变压器温升、振动、局部放电和油中溶解气体4种状态监测的原理和研究进展。最后对其后续研究方向进行了展望。

面向数字孪生模型应用的油浸式变压器绕组温度POD-RBFLP降阶计算方法

了解油浸式电力变压器绕组的温度情况是保证其运行稳定性的关键,也是当前针对油浸式变压器数字孪生分析的必然需求。为了快速地获得变压器绕组的稳态温度,该文提出一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和包含线性多项式的径向基函数响应面法(radial basis function response surface method including linear polynomial,RBFLP)的降阶计算模型。首先,讨论POD方法的降阶特性,并设计一种基于留一法交叉验证的自适应获得快照矩阵方法,以提高计算精度及效率;其次,采用响应面方法建立POD模态系数与绕组工况的相关关系,旨在实现通过绕组工况快速获得POD模态系数,从而跳过对降阶模型的复杂非线性计算,进而高效重构绕组温度场。相关算例表明,该方法具有较好的计算精度和效率,在50组测试工况下,与全阶计算相比,误差不超过2.5 K,且总计算时间仅为1.45 s;最后,基于110 kV变压器绕组搭建温升试验平台,试验结果表明,降阶计算结果相较于试验结果,平均计算误差不超过2 K,且单步计算时间仅为0.03 s,相较于同等规模的全阶计算,计算效率有较大幅度地提升。

电力变压器在实际应用中对于绝缘杂项的传感及检测特性研究

油浸式电力变压器内油中溶解气体的含量直接影响着高压绝缘装置的绝缘性能,实现变压器内油中溶解微量气体(H_(2),C_(2)H_(2),CO及CH_(4))的可靠检测对于高压绝缘装置及电网安全至关重要。在本研究中,对长期在电网中运行的油浸式电力变压器利用密度泛函理论研究了过渡金属Zn原子掺杂的S空位SnS_(2)单层(Zn-SnS_(2))敏感材料对4种油浸式变压器中油中溶解气体的传感吸附行为。结果表明:用于油浸式电力变压器油中溶解杂项的传感材料在线监测导带和价带结构得到了有效优化(由1.550 eV变为0.127eV),掺杂体系下不同带隙和电导率的吸附体系将有助于提高新型二维SnS_(2)基气敏材料对油浸式电力变压器油中溶解气体的选择性,为实现电力变压器油中溶解气体的可靠检测提供了一种新的思路。

降阶技术与监测点数据融合驱动的油浸式变压器绕组瞬态温升快速计算方法

为了提高油浸式电力变压器绕组瞬态温升的计算效率,提出了一种基于离散监测点的温度场降阶计算方法。该方法以绕组内部若干离散监测点的温度信息为输入,以基于本征正交分解的降阶算法为载体,建立瞬态过程中温度场的快速反演模型,从而实现从监测点数据到温度场全域的快速计算。首先分析了本征正交分解算法的降阶特性,在此基础上建立了从场域内离散监测点数据到降阶模态,再到温度场全域的快速计算策略。为了验证算法的有效性,该文根据油浸式电力变压器绕组结构特点建立二维八分区分匝绕组传热模型,并对比了所提出的降阶计算方法与全阶计算方法的精度和效率,结果表明,二者的最大平均计算偏差仅为1.03 K,摄氏温标下温升的最大平均相对误差不超过5%,且降阶计算时间仅为0.18 s,相较于全阶计算获得了较高的效率提升。最后,依靠110 kV油浸式变压器绕组温升试验平台,通过测量绕组实际的温升情况,对算法的性能进一步验证,相关结果表明所提算法各时刻的计算结果与测量结果相比最大误差不超过4.67 K,且各测量线饼的平均误差不超过1.02 K,在工程上属于可接受的范围。同时,所提算法对绕组瞬态温升全过程的计算时间仅为3.40s,初步实现了实际工程场景下对于绕组瞬态温升快速计算的要求。

油浸式电力变压器匝间故障早期的电热特性研究

油浸式电力变压器匝间绝缘的老化和劣化会造成匝间绝缘电阻减小,从而引起故障线圈上电流和产生热量增加。因此,研究变压器匝间故障早期的电热特性具有重要意义。该文分析匝间故障电阻对变压器等效电路和绕组损耗的影响,提出基于电磁、热–流体场耦合的变压器匝间故障模型。基于数字孪生(digital twin,DT)的理念,建立变压器的高保真仿真模型,通过传递变压器实体的结构、尺寸、材料参数等,实现对绕组电流和不同部件温度的准确模拟。采用此高保真仿真模型,研究高压绕组发生1%匝间故障的电热特性,结果表明低压绕组电流幅值仅增加2%,而顶层油温升高了9.4℃(25.7%),油箱外壳整体温度升高了10℃。在匝间故障早期阶段,顶层油温和油箱外壳温度的变化较绕组电流更为显著,因此,顶层油温、油箱外壳温度和绕组电流等电热特性参量可用于辨识早期故障。