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变压器固体绝缘故障的动态检测分析方法

  新的预防性试验规程规定,运行中330kV及以上等级变压器每隔3个月进行一次油中溶解气体分析,但目前很多电业局为保证这些重要设备的安全,有的已将该时间间隔缩短为1个月。也有部分电业局已开展了油色谱在线监测的尝试,这为实现故障的连续追踪,提供了良好的技术基础。
  
  电力变压器内部涉及固体绝缘的故障包括:围屏放电、匝间短路、过负荷或冷却不良引起的绕组过热、绝缘浸渍不良等引起的局部放电等。无论是电性故障或过热故障,当故障点涉及固体绝缘时,在故障点释放能量的作用下,油纸绝缘将发生裂解,释放出CO和CO2.但它们的产生不是孤立的,必然因绝缘油的分解产生各种低分子烃和氢气,并能通过分析各特征气体与CO和CO2间的伴生增长情况,来判断故障原因。
  
  判断故障的各特征气体与CO和CO2含量间是否是伴随增长的,需要一个定量的标准。本文通过对变压器连续色谱监测的结果进行相关性分析,来获得对这一标准的统计性描述。这样可以克服溶解气体累积效应的影响,消除测量的随机误差干扰。

变压器综合测试台


  
  采用Pearson积矩相关来衡量变量间的关联程度,被测变量序列对(xi,yi),i=1,…,相关系数γ的显著性选择两种检验水平:以α=1%作为变量是否显著相关的标准,而以α=5%作为变量间是否具有相关性的标准。即:当相关系数γ>γ0.01时,认为变量间是显著相关的;γ<γ0.05时,二者没有明确的关联。γ0.01、γ0.05的取值与抽样个数N有关,可通过查相关系数检验表获得。
  
  由于CO为纤维素劣化的中间产物,更能反映故障的发展过程,故通过对故障的主要特征气体与CO的连续监测值进行相关性分析可进一步判断故障是否涉及固体绝缘。当通过其它分析方法确定设备内部存在放电性故障时,可以CO与H2的相关程度作为判断电性故障是否与固体绝缘有关的标准;而过热性故障则以CO与CH4的相关性作为判断标准。通过对59例过热性故障和69例放电性故障实例的分析。
  
  这种方法在一定程度上可以反映故障的严重程度,在过热性故障的情况下,如果CO不仅与CH4有较强的相关性,还与C2H4相关,表明故障点的温度较高;而在发生放电性故障时,如果CO与H2和C2H2都有较强的相关性,说明故障的性质可能是火花放电或电弧放电。

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