登录 | 注册

变压器油纸套管绝缘状态监测检测关键技术

214

成果主要完成人

李建生、齐 波、吴 鹏、江 军、李晓涵、蔚 超、王胜权、邵 剑、吴益明、梁家碧、杨小平、虞育号

项目概况

1、成果简介:变压器是电能输送的核心设备,油纸套管作为设备“咽喉”部件,一旦发生电弧故障 ,可能爆燃并诱发本体起火,严重威胁人员和供电安全。引发套管故障的主要原因是绝缘劣化,以局部放电和绝缘受潮最为典型,占比达80%以上。目前主要依赖停电试验和定期巡视,国内外一直缺乏有效的运行中检测手段,套管状态难以准确评估。因此,迫切需要开展套管绝缘劣化检测诊断技术研究。 套管绝缘劣化检测诊断主要面临三方面难题:一是缺少监测检测手段。局部放电、密封不良的特征不明确,缺少监测检测方法和装置。二是早期劣化诊断困难。局部放电产气规律、受潮水分分布及扩散规律不清晰,绝缘早期劣化缺少判据。三是劣化程度评估不准。绝缘含水量缺少量化判据,劣化评估模型中权重无法动态修正,评估准确性不高。项目团队在国家、国网公司科技项目支持下,历时10年产学研用协同攻关,在套管绝缘放电和受潮检测诊断方面取得突破,

2、主要创新点: ①发明了套管绝缘劣化特高频、油压在线监测技术。揭示了套管内部放电特高频信号传播规律:无法穿透电容屏、屏间衰减不超过10dB,发明了运行中套管放电阵列式、时间差反演的特高频检测技术,成功解决了套管放电非接触实时监测的国际难题;实验获得了不同密封状态下油压、油温及气腔温度变化规律,发明了相同油温下理论计算和实测油压差值、单位时间内油压变化量的密封不良判据,实现了套管漏油、漏气实时监测。 ②发明了绝缘早期劣化电气-化学多参量诊断方法。揭示了套管导管间隙放电等4种典型缺陷下气体产生规律,发明了基于特高频信号偏斜度、峭度等时频特征的放电类型诊断方法,实现了套管电容芯子放电准确识别;揭示了含铝箔套管中水分从上部和外部向中部扩散、低频电场下夹层极化显著的特点,提出了蜡状物成分构成以及不同含量下介电响应差异,创建了识别不同阶段受潮、蜡状物缺陷的电容量/介损等判据,破解了套管早期受潮诊断难题。 ③提出了套管绝缘劣化程度学习型综合评估方法。提出了量化套管绝缘平均含水量的复电容实部比特征,首次构建了套管电容芯子受潮程度评估专用判据;建立了融合油色谱、特高频、油压等多参量的劣化程度评估模型,创立了相似案例关联的权重修正方法,成功研发变压器油纸套管绝缘劣化评估系统,评估准确率由60%提升至93.3%。 项目成果具有完全自主知识产权,获授权发明专利20项(美国PCT专利1项)、软著11项,近五年累计发表论文33篇,制定行业标准1项,出版专著1部。以邱爱慈院士为主任委员的鉴定委员会认为:“项目技术成果整体居国际领先水平”。 成果在江苏智达、南京电气等制造厂家应用,近三年创造直接经济效益近4亿元;在江 苏、广东、蒙东等电力公司广泛应用,成功发现500kV上党变等30余例套管绝缘缺陷,大大减少了停电事故,有效保障了电力安全,具有巨大的社会效益。