一種實時檢測變壓器絕緣油中微水含量的傳感器
摘要闡述了變壓器油中微水的狀態及危害,論述了變壓器絕緣油中微水的測試方法,以期為變壓器絕緣油中微水監測提供參考。
關鍵詞變壓器;絕緣油;微水監測
目前電力變壓器不僅屬于電力系統最重要的和最昂貴的設備之列,而且也是導致電力系統事故最多的設備之一。變壓器在發生突發性故障之前,絕緣的劣化及潛伏性故障在運行電壓的作用下將產生光、電、聲、熱、化學變化等一系列效應及信息。因此,國內外不僅要定期做以預防性試驗為基礎的預防性維護,而且相繼都在研究以在線監測為基礎的預知性維護策略,以便實時或定時在線監測與診斷潛伏性故障或缺陷[1-4]。變壓器絕緣油中微水的含量也是確定變壓器絕緣質量的參數。變壓器在線智能診斷設備能夠自動采集、分析油中微水的含量并得出故障原因,提供解決方案,使用戶及時解決變壓器中存在的隱患,防止事故發生。
變壓器油中微水的狀態及危害
變壓器在運輸、貯存、使用過程中都可能由外界進入或油自身氧化產生水,產生的水分會以下列狀態存在:
一是游離水。多為外界入侵的水分,如不攪動不易與水結合。不影響油的擊穿電壓,但也不允許,表明油中可能有溶解水,需立即處理。
二是極度細微的顆粒溶于水。通常由空氣中進入油中,急劇降低油的擊穿電壓。介質損耗加大,真空濾油。
三是乳化水。油品精煉不良,或長期運行造成油質老化,或油被乳化物污染,都會降低油水之間的界面張力,如油水混合在一起,便形成乳化狀態。加破乳化劑。
其危害:
一是降低油品的擊穿電壓。100～200mg/kg擊穿電壓大幅度降至1.0kV,油中纖維雜質極易吸收水分,在電場作用下,在電極間形成導電的“小橋”,因而容易擊穿。
二是使介質損耗因數升高。懸浮的乳化水影響最大,不均勻。
三是促使絕緣纖維老化,絕緣纖維的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分進入纖維分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物質,降低纖維機械強度和聚合度。實驗證明,120℃,絕緣纖維中的水分每增加1倍,纖維的機械強度下降1/2,當溫度升高,油中的水增加,纖維的水降低,溫度降低,則相反。因此,應監視油中的微水,進而監視絕緣纖維的老化。
四是水分助長了有機酸的腐蝕能力,加速了對金屬部件的腐蝕。綜上所述,油中含水量愈多,油質本身的老化、設備絕緣老化及金屬部件的腐蝕速度愈快,監測油中水分的含量,尤其是溶解水的含量十分必要。
為確保變壓器：安全可靠的運行，需要實時測量礦物油基變壓器油的擊穿電壓、含水量和溫度，為此工采網推薦德國Passerro 在線擊穿電壓傳感器 絕緣油測試裝置 BDVB TrafoStick TS4x ：BDVB TrafoStick TS4x傳感器是專為變壓器現場永久使用而開發的，專門用于持續實時測量礦物油基變壓器油的擊穿電壓、含水量和溫度。變壓器介電強度的自動實時監測可以觀察變壓器的安全狀態，識別趨勢，最重要的是，及時采取措施提高變壓器和整個供電區域的安全性。
德國Passerro 在線擊穿電壓傳感器 絕緣油測試裝置 BDVB TrafoStick TS4x 參數：
| 測量參數 | |
| 擊穿電壓(BDV) | 10kV ~ 120kV ( ± 2.5%) |
| 含水量(WC) | 2 ppm ~ 80 ppm (± 2%) |
| 溫度 | -40 ~ 120 ± 0,2°C |
| 測量間隔 | max. 0.1s |
| 工作環境 | |
| 環境溫度 | -20°C ~ 70°C |
| 油溫范圍 | -20°C ~ 85°C |
| 工作壓力 | 高達3bar |
| 輸入和輸出 | |
| 電源 | 4.5V ~ 7.5V(5.0V建議值)
|
| 輸出 | 數字協議 |
| 接口 | MODBUS TCP/IP |
| 內部數據記錄能力 | 動態鎖存緩沖器 緩存鏈(64-256-1024) |
| 一般信息 | |
| 電纜 | 標準MODBUS(可變長度) |
| 外殼材料 | EN-AW-6063 |
| 機械連接 | Parker RI1EDX3/471 |
| 測量區材料 | EN-AW-7075 |
| 裝配外殼類別 | IP68 |
| 控制軟件( Windows 7及更高版本) | Ver. 2.0 |
| 絕對最大額定值 | |
| 最大工作電壓 | 9.0V |
| 工作溫度 | -40°C ~ 100°C |
| 最大壓力 | 5bar |
| 儲存溫度(不帶MODBUS電纜) | -65°C ~ 150°C |
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