[发明专利]基于糠醛平衡模型的变压器固体绝缘老化评估方法

说明书

本发明提供一种基于糠醛平衡模型的变压器固体绝缘老化评估方法，主要包括以下步骤：检测变压器运行中绝缘油的糠醛含量；检测变压器油温及绝缘油含水量并评估绝缘纸含水量；将绝缘油中糠醛含量、绝缘油温度、纸中含水量代入基于糠醛平衡模型的糠醛‑聚合度方程，计算绝缘纸聚合度；根据聚合度评估变压器固体绝缘老化程度。本发明方法首次将糠醛平衡对油中糠醛含量的影响考虑到变压器固体绝缘老化评估中，可以消除外界条件（绝缘油温度、绝缘纸含水量）绝缘老化评估的干扰。

技术领域

本发明涉及一种基于糠醛平衡模型的变压器固体绝缘老化评估方法，属于变压器检测技术领域。

背景技术

变压器是电力系统中的关键设备，其安全稳定运行直接关系到电网的供电可靠性，而变压器内部固体绝缘，即绝缘纸的老化程度直接决定了变压器的剩余寿命。因此，准确评估变压器固体绝缘老化程度，可以为变压器的运行维护、检修及置换提供可靠的依据。

检测变压器固体绝缘老化程度最直接的方法是从变压器内部取绝缘纸样，检测聚合度。但是这种方法要求对变压器停电吊芯，会造成供电中断，另外，直接对绝缘纸取样也会对绝缘造成损伤，是一种有损的检测方法，因此并不实用。糠醛是绝缘纸老化过程中，纤维素分子链断裂生成的小分子化合物，糠醛生成后扩散到绝缘油中，最终在油纸间按照一定比例平衡分布。因此通过检测油中糠醛含量可以间接评估变压器固体绝缘老化程度。

现有的基于油中糠醛的变压器固体绝缘老化评估方法是通过糠醛-聚合度定量方程完成的。检测油中糠醛含量，代入糠醛-聚合度方程计算绝缘纸聚合度，再通过绝缘纸聚合度评估绝缘老化程度。但是这种方法存在重大缺陷：油中糠醛含量不仅取决于绝缘纸聚合度，也决定于糠醛在油纸间的平衡分布比例。也就是说，老化程度相同的绝缘纸，如果糠醛在绝缘纸间的分布比例不同，绝缘油中糠醛含量也不同，而现有方法都没有考虑糠醛平衡对绝缘油中糠醛含量的干扰。因此，忽略糠醛分布的影响，直接使用现有方法，即糠醛-聚合度方程评估绝缘纸老化，会给评估结果带来较大的误差。

糠醛在绝缘纸间的平衡分布受到外因和内因的共同影响：外因包括变压器运行中绝缘油温度、绝缘纸含水量，内因是绝缘纸本身的老化程度。因此，绝缘油中糠醛含量也会受到绝缘油温度、绝缘纸含水量和老化程度的共同作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于糠醛平衡模型的变压器固体绝缘老化评估方法，解决现有技术变压器固体绝缘老化程度不考虑糠醛平衡对绝缘油中糠醛含量的干扰存在较大评估误差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：基于糠醛平衡模型的变压器固体绝缘老化评估方法，包括如下步骤：

建立参考状态下糠醛-聚合度方程；

根据变压器运行中绝缘油温度、绝缘纸含水量、不同老化状态下对应绝缘油中糠醛含量及绝缘纸中糠醛含量，建立糠醛平衡模型；

通过糠醛平衡模型，将任意绝缘油温度、绝缘纸含水量对应的绝缘纸中糠醛含量修正到参考状态下，得到基于糠醛平衡模型的糠醛-聚合度方程；

根据基于糠醛平衡模型的糠醛-聚合度方程计算绝缘纸聚合度，根据绝缘纸聚合度评估变压器固体绝缘老化程度。

所述参考状态是指：绝缘纸含水量为1％、绝缘油温度为60℃。

建立参考状态下糠醛-聚合度方程的方法如下：

步骤101：开展绝缘纸样品加速热老化实验，取不同老化阶段的绝缘纸样品，在恒温恒湿箱中吸潮，制备绝缘纸含水量为1％的绝缘纸样品；

步骤102：将不同老化阶段、含水量1％的绝缘纸样品在60℃恒温箱中静置，让糠醛在绝缘纸样品间充分平衡；

步骤103：糠醛平衡完成后，分别检测绝缘油中糠醛含量和绝缘纸样品聚合度，建立参考状态下糠醛—聚合度方程，如式(1)所示：