[发明专利]基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估方法及系统，老化评估系统包括第一模块、第二模块，具体老化评估方法包括通过检测油中的糠醛含量，根据糠醛‑聚合度定量关系和绕组绝缘纸平均聚合度与热点绝缘纸聚合度的对应关系，得到绕组热点聚合度，评估变压器绕组热点，即为绝缘薄弱点的老化程度。本发明可实现在运变压器绕组热点绝缘纸聚合度的定量计算，从而提升变压器固体绝缘老化评估的可靠性，及时发现变压器潜在的绝缘老化故障风险，增加变压器使用寿命；该方法取样方便，无需对变压器进行停运，检测方法简单、无损，且成本较低，具备推广潜力。

技术领域

本发明涉及一种新型变压器绕组绝缘纸老化评估方法及系统，特别是涉及一种基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估方法及系统。

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。变压器在长期运行过程中，由绝缘油和绝缘纸组成的内绝缘在电、热、机械应力的联合作用下逐渐老化。老化的绝缘油可以通过换油更新，但是绝缘纸老化后难以更换。绝缘纸老化后微观上体现为聚合度下降，宏观上体现为机械强度下降。当绝缘纸老化到一定程度后，由于无法承受变压器突发短路等异常工况下的机械应力而破裂，引起匝间短路进而导致变压器故障。因此，变压器寿命直接取决于其内部绝缘纸的老化程度，准确评估变压器绝缘纸老化程度，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。因此油中糠醛含量和绝缘纸老化程度密切相关，绝缘纸老化越严重，油中糠醛含量越高，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，再通过聚合度评估绝缘老化程度。但是这种方法存在缺陷，现有的糠醛-聚合度方程是通过实验室油纸绝缘加速热老化实验建立的。对于现场变压器，使用油中糠醛含量只能评估变压器绝缘纸的平均老化程度。而现场变压器在运行过程中，不同高度的绕组温度并不相同，上层绕组温度高，下层绕组温度低。绕组温度分布的差异性导致绕组不同部位绝缘纸老化程度的不均匀性，上层绕组绝缘纸的老化程度更严重。而使用现有的糠醛-聚合度方程，根据油中糠醛含量计算出的绝缘纸聚合度只能反映绕组绝缘纸的平均老化程度，而绕组热点处绝缘纸的实际老化程度要比该评估结果更加严重。这就使评估结果不能及时预警变压器潜在的绝缘老化风险。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估方法，使用油中糠醛含量更准确地评估变压器绕组热点处绝缘纸的聚合度，建立绝缘油中糠醛含量与绕组热点绝缘纸聚合度的对应关系，通过油中糠醛含量能够直接预估绝缘热点老化程度，从而提升变压器固体绝缘老化评估的可靠性；本发明还提供了一种一种基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估系统。

技术方案：本发明的基于油中糠醛的变压器绕组热点老化评估方法，包括如下步骤：

(1)建立糠醛-聚合度定量关系；

(2)建立不均匀温度场下绕组绝缘纸平均聚合度与热点绝缘纸聚合度的对应关系；

(3)检测油中的糠醛含量，根据糠醛-聚合度定量关系和绕组绝缘纸平均聚合度与热点绝缘纸聚合度的对应关系，得到绕组热点聚合度，评估变压器绕组热点，即为绝缘薄弱点的老化程度。

优选地，所述建立糠醛-聚合度关系包括如下步骤：

(1)通过控制老化时间获取不同老化程度的油纸绝缘样品；

(2)对于不同老化程度的油纸绝缘样品，分别取绝缘油和绝缘纸样，检测绝缘油中糠醛含量和绝缘纸聚合度；