一種實時檢測變壓器絕緣油中微水含量的傳感器

闡述了變壓器油中微水的狀態(tài)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(jiān)測提供參考。

目前電力變壓器不僅屬于電力系統(tǒng)最重要的和最昂貴的設備之列,而且也是導致電力系統(tǒng)事故最多的設備之一。變壓器在發(fā)生突發(fā)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(chǎn)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(jiān)測為基礎的預知性維護策略,以便實時或定時在線監(jiān)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(shù)。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(fā)生。

變壓器油中微水的狀態(tài)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(chǎn)生水,產(chǎn)生的水分會以下列狀態(tài)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(tài)。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(shù)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(jiān)視油中的微水,進而監(jiān)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(jiān)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(wǎng)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(xiàn)場永久使用而開發(fā)的，專門用于持續(xù)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(jiān)測可以觀察變壓器的安全狀態(tài)，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(qū)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(shù)：

測量參數(shù)

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(huán)境

環(huán)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(shù)字協(xié)議

接口MODBUS TCP/IP

內部數(shù)據(jù)記錄能力動態(tài)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(qū)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

審核編輯：湯梓紅