[发明专利]预测变压器的剩余寿命

说明书

技术领域

本发明涉及预测变压器的使用年限或剩余寿命的领域，该变压器包括至少一个具有被浸入适当液体之中的高温绝缘的绕组导体，其中采用压制板材料作为绝缘层和/或机械支撑垫片。

背景技术

变压器通常包括被绕组导体所环绕的油浸铁芯。

在传统变压器中，绕组导体被纸所覆盖。经常通过监视所覆盖的纸的老化来预测这样的变压器的剩余寿命。

然而，许多更为现代的变压器采用被高温绝缘材料所覆盖的绕组导体，该材料具有超过200年的预期寿命(当以相同方式进行预测时)。因此，绕组导体覆盖物的属性不再是变压器剩余寿命的可用指示。通常为矿物油的油是这种变压器最弱的点，其限制了工作温度并且降低了寿命预测的重要性。

在新一代的变压器中，采用绕组导体的高温绝缘覆盖物结合高燃点的液体，并且主要使用纸板或纤维素材料作为绝缘层和/或支撑结构(例如，垫片)。

WO 01/09906公开了在充液变压器的液体(通常为油)上执行温度测量以便检测变压器的健康度，尤其是该变压器是否已经出现故障或者将在不久的将来出现故障。在WO 01/09906中表明，不应当在临近罐壁或者罐中液体的上表面附近监视液体或油，因为与罐中其它区域中的液体相比，这些区域中的液体趋于更为停滞。相反，WO 01/09906强烈提倡在液体流动的地方进行测量。另外，WO 01/09906并未记载工作温度。

US 2007/289367公开了一种基于对罐的顶部的油的温度测量来评估变压器中固态绝缘的水含量的方法。然而，US 2007/289367的绕组导体并未被高温绝缘材料所覆盖。相反，US 2007/289367仅提到了纸作为绝缘材料。US 2007/289367也没有记载工作温度。

DE 10 2007 026175公开了变压器的老化率的计算，以及对以下参数之一进行测量：氧含量、水分含量、中和程度、酸度、皂化度或过电压。另外，DE 10 2007 026175讨论了“热点(hot spot)”温度的测量，热点温度是覆盖绕组的绝缘材料中的最高温度。由于热点温度对于使用高温绝缘材料的变压器的老化率并非是决定性的，所以DE 10 2007 026175的公开内容无法应用于这种变压器。

WO 98/44356公开了一种用于检测放置于充满油的罐体中的电气装置中的部分放电的设备，其中罐壁具有至少一个排放阀门，其特征在于该设备包括安装在可通过开放的排放阀门移动至罐中的载体上的探测器。因此可以对变压器中绝缘材料的质量进行评估。该文献涉及如何使探测器进入变压器，但是并未涉及利用该探测器进行何种测量。由于绝缘材料的质量对于使用高温绝缘材料的变压器的老化率并非是决定性的，所以WO 98/44356的公开内容无法应用于这种变压器。

US 5773709公开了一种通过使用热对流将液体从变压器传输至测量单元而对例如变压器的绝缘电介质液体(例如，油)进行采样的方法和设备。该测量的目的可以是指示绝缘液体的失效。然而并没有对变压器的固态结构的质量进行分析。

EP 2244089公开了通过对油的湿度和温度进行在线测量来评估变压器的纤维素材料的水含量。根据EP 2244089，任意变压器油的电介质强度始终随其相对湿度而变化，并且严重依赖于两个变量：油中的水含量以及油的温度。油中的水含量指示纤维素绝缘中的水含量，其被认为是质量指标。由于绝缘材料的质量对于使用高温绝缘材料的变压器的老化率并非是决定性的，所以WO 98/44356的公开内容无法应用于这种变压器。

US4654806公开了一种连续监视变压器的参数以便观察包括绝缘油在内的工作状态的长期变化的方法。似乎并未对固态绝缘进行讨论。US4654806的公开内容涉及并未使用高温绝缘材料的旧式的变压器。

发明内容

本公开内容的目标是提供对变压器的老化评估或其剩余寿命的预测，该变压器包括被高温绝缘材料所覆盖的绕组导体，以及布置为绝缘层或支撑结构的压制板材料，其中所述被覆盖的绕组导体和所述压制板材料浸入被加热至高于常温的温度的适当的变压器液体之中。

因此，提供了一种对变压器的剩余寿命进行评估的方法，该变压器包括铁芯、被高温绝缘材料所覆盖的绕组导体以及被布置为绝缘层和/或支撑结构的压制板材料，其中所述被覆盖的绕组导体和所述压制板材料被浸入液体之中，所述方法包括以下步骤：

a)至少一次在液体的顶部表面测量液体的温度并且记录每次测量的时间；以及

b)评估变压器的剩余寿命作为(多个)所测量的温度和(多个)相对应的记录时间的函数，