成本低廉,而且動(dòng)作時(shí)間快。影響變壓器電氣性能的各種因素分析水分在變壓器油中以3種形式存在:沉積，溶解和結(jié)合，油中含水量越小，工頻擊穿電壓越高，當(dāng)含水量大于200x10-6時(shí)擊穿電壓不變，因?yàn)榇藭r(shí)多余水沉于油的底部，不會(huì)影響油試驗(yàn)時(shí)的擊穿電壓值。10-6時(shí)，含水量超過飽和溶解量，水沉積到底部，油的耐壓值與飽和溶解量時(shí)的耐壓值一樣，油中含水量對(duì)油的介損指標(biāo)(tgS)及固體絕緣電性能的影響也很大，隨著含水量增大，tgS值迅速上升，水分增加，油浸紙擊穿電壓值呈曲線迅速下降。當(dāng)含水量為3%時(shí)，其耐電強(qiáng)度約下降10%，對(duì)于500kV變壓器出廠時(shí)絕緣紙含水量控制在0.5%以下，在一般情況下，變壓器運(yùn)行時(shí)，油溫。
油中含水量增加而紙中含水量降低，即紙中含水向油中擴(kuò)散,運(yùn)行溫度降低。擴(kuò)散方向相反，因此，較高油溫的變壓器在低溫環(huán)境下退出運(yùn)行時(shí)或當(dāng)油含水量過高退出運(yùn)行時(shí)，油的含水部分向紙中擴(kuò)散，另外，由于油溫降低，油中含水量大于飽和溶解量，多余的水分會(huì)從油中析出而沉于油箱底或者沉在冷卻器底部。當(dāng)變壓器重新投入運(yùn)行時(shí)，冷卻器底部的水會(huì)由油泵導(dǎo)入變壓器線圈，同時(shí)水向變壓器的高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)移動(dòng)，造成潛在危險(xiǎn)，這種情況必須引起變壓器運(yùn)行部門注意，對(duì)油的含水量必須控制在符合要求的數(shù)值之內(nèi)，降低油的含水量對(duì)提高變壓器運(yùn)行及減緩油老化有重要作用。為了降低油的含水量，可以采取對(duì)油進(jìn)行真空加熱法處理，油溫加熱到60~70弋，抽高。
將油中的含水量降下來，純凈油的擊穿場(chǎng)強(qiáng)很高，當(dāng)油中存在雜質(zhì)和水分時(shí)，油的擊穿電壓明顯下降，變壓器中有大量的絕緣材料。而油中含有纖維雜質(zhì)，其中含有水分的纖維更易導(dǎo)電，介電系數(shù)大，容易沿電場(chǎng)方向排列成雜質(zhì)小橋，沿小橋的泄漏電流大，發(fā)熱多，易引起水分汽化，從而使氣泡擴(kuò)大，擊穿就會(huì)在這些小橋和氣泡中發(fā)生，電場(chǎng)越均勻，雜質(zhì)對(duì)擊穿電壓的影響越大。擊穿電壓的分散性也越大，在不均勻電場(chǎng)中，雜質(zhì)對(duì)耐壓及沖擊電壓的影響較小，這是因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)******處發(fā)生局部放電時(shí)，油發(fā)生擾動(dòng)致使雜質(zhì)不易形成小橋，同時(shí)，在沖擊電壓的瞬時(shí)作用下，雜質(zhì)還來不及形成小橋，油中懸浮顆粒在工頻電壓作用下對(duì)其絕緣強(qiáng)度的影響與顆粒的數(shù)量。大小，性質(zhì)。
2種加壓方法:(1)以10kV/s的速度平滑加壓,(2)分級(jí)加壓，在1min內(nèi)從65%預(yù)計(jì)擊穿電壓開始以每級(jí)為3%的預(yù)計(jì)擊穿電壓值升壓，2種施加電壓方法都顯示出隨顆粒量的增加，其絕緣強(qiáng)度逐漸降低。由于承受電壓的時(shí)間較長(zhǎng)，分級(jí)加壓比平滑加壓更嚴(yán)重，2種加壓方法試驗(yàn)結(jié)果之差估計(jì)約為15%，目前，采用濾油機(jī)來處理油中雜質(zhì)，對(duì)于500kV變壓器要采用粗過濾器和精過濾器2種過濾器來油中雜質(zhì)，以確保油的耐壓水平含氣量是變壓器油的主要控制指標(biāo)之。含氣量直接影響超高壓變壓器的絕緣性能，運(yùn)行中變壓器油含氣量******不超過4%，500kV變壓器油含氣量控制在0.5%以內(nèi)，油中正常溶解空氣量為10%11%，當(dāng)油的含氣量超過飽和溶解。
氣體會(huì)從油中釋放出來。懸浮在油中，當(dāng)油中存在懸浮的氣泡時(shí)，在氣體與液體的交界面，由于2者的介電系數(shù)不同，界面電場(chǎng)將產(chǎn)生畸變，且氣體的耐電強(qiáng)度低，會(huì)產(chǎn)生氣泡放電，60kV級(jí)以上變壓器要求進(jìn)行真空注油和成品試驗(yàn)前的靜放處理，其目的就是為了變壓器器身內(nèi)部和油中氣泡。防止產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)發(fā)生氣泡放電，另外，當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，油中溶入過多的氣體會(huì)逐步排出并集中到氣體繼電器中，而發(fā)生誤動(dòng)作，改善電場(chǎng)的均勻程度可以明顯提高優(yōu)質(zhì)變壓器油的工頻擊穿電壓，對(duì)于含有雜質(zhì)的油在沖擊電壓作用下。雜質(zhì)來不及形成[小橋"，改善電場(chǎng)的均勻程度可以提高油的耐壓程度，油中的雜質(zhì)在工頻耐壓作用下聚集和排列使電場(chǎng)產(chǎn)生畸變，擊穿電壓提高不。
生產(chǎn)中的制造缺陷，如產(chǎn)品內(nèi)有金屬異物，氣泡，引線屏蔽不良，導(dǎo)體和接地件有毛刺等。影響變壓器電場(chǎng)均勻程度，造成產(chǎn)品局部放電，耐壓擊穿，采取以下措施，如增加鐵芯屏蔽，引線屏蔽良好，油箱護(hù)管，線圈靜電板，均壓球等加大電極曲率半徑的措施，可以改善變壓器電場(chǎng)均勻程度，不但縮小了絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣距離。而且同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品出廠前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行吊芯檢查，變壓器內(nèi)部雜質(zhì)和異物，******程度保證產(chǎn)品清潔度，變壓器油流動(dòng)時(shí)，與絕緣材料磨檫產(chǎn)生靜電，流速越高，電壓越高，油在變壓器中流動(dòng)產(chǎn)生帶電的現(xiàn)象稱為油流帶電。油流帶電可使變壓器電場(chǎng)產(chǎn)生畸變，油流帶電電壓與試驗(yàn)電壓疊加，當(dāng)疊加后的電場(chǎng)強(qiáng)度超過絕緣材料的局部放電場(chǎng)強(qiáng)或者擊穿場(chǎng)。
將危害變壓器的運(yùn)行，油流速在0.5m/s時(shí)，油流帶電所產(chǎn)生的局部放電脈沖開始出現(xiàn)。在變壓器制造中，采用******流速為0.33m/s，油流帶電對(duì)超高壓變壓器影響更大，因此，變壓器必須控制油流速度，加大油流通道的截面，降低流速，油流通道的絕緣件應(yīng)倒圓角，對(duì)大容量，高電壓等級(jí)變壓器采用大流量強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻器油泵。降低油流帶電電壓，防止油流帶電引起絕緣局部放電或者絕緣擊穿現(xiàn)象發(fā)生，為了變壓器在運(yùn)行中的油流帶電，在變壓器油中添加一定比例的改性的苯丙三唑(BTA)來改善變壓器油質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BTA不僅可以變壓器油的流動(dòng)帶電。而且對(duì)變壓器油也無影響，用這種添加劑是提高變壓器運(yùn)行度的有效措施之。
部分變壓器廠已開始在500kV變壓器中采用，以上討論的是影響變壓器油電氣性能的主要因素，此外，變壓器油在使用中還有其他影響其電氣性能的因素也同樣應(yīng)引起我們的重視。交直流復(fù)合電壓下變壓器油中電弧放電及產(chǎn)氣特性周遠(yuǎn)翔S姜鑫鑫S陳維江2，沙彥超S孫清華S張海燕2(1.清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真 重點(diǎn)，加壓方式試驗(yàn)采用升壓法和恒壓法兩種方法。升壓法為在試品上分別施加交流，直流和不同比例的交直流疊加電壓，以恒定速度升壓直至擊穿，交流電壓和直流電壓采用直接升壓擊穿的方式，升壓速度2kV/s(有效值)，記錄擊穿電壓峰值(以下如無特別說明，本文所描述的電壓均為峰值)。交直流疊加電壓采用預(yù)加電壓方式。
預(yù)加的直流電壓分別為15，30，45和60kV，預(yù)加直流電壓1min以后以恒定速度升高交流電壓直至擊穿，以擊穿時(shí)的電壓峰值為擊穿電壓，加壓方式如所示，擊穿后抽取油樣利用氣相色譜法測(cè)量油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)(采用氣相色譜法。在放電發(fā)生后，通過脫氣處理試驗(yàn)電極模型Fig，1交直流疊加電壓加壓方式Fig，2將溶解在油中的氣體脫出并用色譜儀測(cè)量其中各種氣體的體積，換算成每升油中所溶解氣體的體積)，然后再以同樣方式加壓擊穿，重復(fù)6次。比較交流，直流和不同比例交直流疊加電壓下的擊穿電壓，以及擊穿過程中產(chǎn)生的油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)，恒壓法是在試品上分別施加電壓峰值為65kV的交流，直流和不同比例的交直流疊加電壓(紋波因數(shù)分別為0。
和1.8。本文中紋波因數(shù)定義為交流分量峰值與直流分量平均值之比)，持續(xù)時(shí)間2h，試驗(yàn)中記錄擊穿次數(shù)，并在0.5，1和2h時(shí)抽取油樣，測(cè)量油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)，對(duì)交流電壓，直流電壓和交直流疊加電壓作用下2h內(nèi)放電產(chǎn)生的變壓器油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行對(duì)比研究。1.4油中溶解氣體擴(kuò)散平衡時(shí)間擊穿后產(chǎn)生的氣體在油中達(dá)到穩(wěn)定平衡需要一定的時(shí)間，氣體在容器中的擴(kuò)散溶解平衡時(shí)間通過試驗(yàn)確定:在一次擊穿試驗(yàn)后撤去電壓，并于放電后5，10，15，20min和2h抽取氣體。測(cè)量油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)，得到的結(jié)果如所示，其中各氣體成分在10mn以后變化已經(jīng)非常弱，可以認(rèn)為油中溶解氣體已經(jīng)基本達(dá)到平衡，因此每次放電10mn后即可以進(jìn)行油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)的。高壓開關(guān)柜
01/農(nóng)硨社牲V油中氣體溶解平衡時(shí)間2試驗(yàn)結(jié)果2.1升壓法試驗(yàn)的變壓器油擊穿和產(chǎn)氣特性2.1.1升壓法中變壓。直流和預(yù)加不同直流分量的交直流疊加電壓，記錄不同類型電壓作用下的擊穿電壓，試驗(yàn)中預(yù)加的電壓直流分量分別為15，30，45和60kV，試驗(yàn)結(jié)果如所示，擊穿電壓取擊穿瞬時(shí)的電壓峰值，從可以看到，試品在交流電壓下的擊穿電壓******。平均擊穿電壓達(dá)到104kV，變異系數(shù)0.107(變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比率)，而直流下?lián)舸╇妷海骄鶕舸╇妷簝H為71.3kV，變異系數(shù)0.109.交直流疊加電壓的變異系數(shù)稍大，在0.10.137之間。達(dá)到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性要求，直流電壓的擊穿電壓比交流電壓降低3。
而在交直流疊加電壓作用下，試品擊穿電壓介于交流和直流擊穿電壓之間，其中預(yù)加的直流分量對(duì)油隙擊穿電壓有明顯影響，預(yù)加直流分量越大其擊穿電壓越低。2.1.2升壓法的產(chǎn)氣規(guī)律不同電壓形式的試品擊穿電壓Fig，升壓法擊穿試驗(yàn)的氣體體積分?jǐn)?shù)(每種氣體與總氣體的體積比)所示為不同電壓類型作用下?lián)舸┖蟮漠a(chǎn)氣組分體積分?jǐn)?shù)(每種氣體與總氣體的體積比)，其中預(yù)加不同直流分量的交直流疊加電壓擊穿后油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)(每種氣體與總氣體的體積比)基本一致。因此只列出預(yù)加15kV直流電壓的情況，CO，C2僅在絕緣紙的放電過程中才會(huì)產(chǎn)生，而變壓器油放電過程中CO，C2的體積分?jǐn)?shù)(換算后每升油中所溶解氣體的體積)未發(fā)生變化。
且三比值法中并未涉及這兩種氣體，因此未列出。不管是交流電壓，直流電壓還是交直流疊加電壓作用下，其擊穿后產(chǎn)生氣體的體積分?jǐn)?shù)(每種氣體與總氣體的體積比)基本一致，H2和C2H2氣體體積分?jǐn)?shù)(每種氣體與總氣體的體積比)分別在20%和65%以上，而其他3種氣體體積分?jǐn)?shù)(換算后每升油中所溶解氣體恒壓法試驗(yàn)2h內(nèi)擊穿次數(shù)Fig。氣體(a>直流電壓下氣體體積分?jǐn)?shù)%/栽汆砥適拄r的體積)從高到低排列，依次為C2H4，CH4和，2氏，根據(jù)試驗(yàn)得到的油中溶解氣體體積分?jǐn)?shù)(換算后每升油中所溶解氣體的體積)以及改良三比值法的編碼規(guī)則，可以計(jì)算得到放電后油中氣體體積分?jǐn)?shù)(換算后每升油中所溶解氣體的體積)的三比值編碼。升壓法試驗(yàn)中交流。