Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
 

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

МАЙК КОХ, МИХАЭЛЬ КРЮГЕР, СТЕФАН ТЕНБОЙЛЕН, Omicron Energy, г. Клаус, Австрия

 

 

Обсуждаются и сравниваются различные методы оценки содержания влаги в твердой и жидкой изоляции силовых трансформаторов. Вода в бумажно-масляной изоляции вызывает три повреждающих эффекта: уменьшает диэлектрическую прочность, ускоряет старение целлюлозы и становится причиной эмиссии газообразных пузырьков при высокой температуре. Следовательно, знание уровня содержания влаги в изоляции трансформаторов имеет важное значение для безопасной эксплуатации и дальнейшего обслуживания трансформатора. Сравниваются методы определения уровня влажности под рабочим напряжением, на месте эксплуатации на выведенном оборудовании и вне места эксплуатации: титриметрический анализ Карла Фишера применительно к образцам масла и бумаги, метод емкостных зондов, метод диаграмм состояния (equilibrium diagrams) и метод диэлектрического отклика (Recovery Voltage Method RVM, Polarisation and Depolarisation Currents PDC, Frequency Domain Spectroscopy FDS).

Традиционный метод оценки влажности, заключающийся в заборе пробы масла, ее титрованию по Карлу Фишеру и применению диаграмм равновесия, допускает серьезные ошибки и приводит к низкой точности. Поэтому были разработаны новые типы диаграмм равновесия, основанные на насыщении влажности в масле (относительная влажность).

Один из методов получения диэлектрического отклика, метод восстановления напряжения (Recovery Voltage Method RVM), также устарел, поскольку его алгоритм интерпретации результатов оказался неспособным компенсировать эффект поверхностной поляризации и электропроводности масла.

В отличие от этого новые методы поляризационных и деполяризационных токов и частотной спектроскопии с научно разработанными методиками интерпретации дают возможность правильно рассчитать влагосодержание в твердой изоляции. Здесь описывается новый подход, который объединяет измерения во временном и частотном диапазонах для сокращения времени измерения и позволяет также компенсировать эффект изменения проводимости из-за старения материалов.

На примере нескольких трансформаторов было проведено сравнение обычных методов определения влажности на месте эксплуатации и нового подхода. Для новых трансформаторов анализ диэлектрических характеристик подходит больше всего, так как равновесная влажность не устанавливается сразу после изготовления трансформатора. Несмотря на это, из-за очень сухих условий очень важно измерение при низких частотах (например, ниже 100 мкГц). Анализ масла при переработке наглядно иллюстрирует, что большинство влаги находится в твердойизоляции и при сушке трансформатора целлюлоза должна быть очищена. При сушке другого трансформатора методом циркуляции масла под рабочим напряжением в течение 1,5 лет влагосодержание уменьшилось на 1,2 % и, следовательно, увеличился срок службы. Определение влажности для старых трансформаторов указывает на то, что методы и алгоритмы, не принимающие во внимание старение, будут переоценивать содержание влаги. Это может привести к неверному выбору способа обслуживания и ремонта.

Диаграммы равновесия, основанные на значении абсолютной влажности в масле, дают более надежный результат в отличие от обычного метода определения влагосодержания (ррm).

В этой работе программное обеспечение для полноценного анализа диэлектрических характеристик доказывает свою способность компенсировать влияние продуктов старения изоляции и давать заслуживающие доверия результаты оценки влажности силового трансформатора.

ВЛАГА В ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА

Пристальное внимание энергопредприятий к определению содержания влаги в бумажно-масляной изоляции силовых трансформаторов объясняется тремя причинами:

  • возраст оборудования в эксплуатации все увеличивается;
  • энергопредприятия внедряют непостоянные циклы технического обслуживания, зависящие от фактического состояния оборудования;
  • появились новые технологии измерения, такие как диэлектрический отклик и емкостные датчики.
  • Влага в твердых и жидких изоляционных материалах снижает их электрическую прочность, ускоряет разложение целлюлозы и вызывает выделение пузырьков при высоких температурах. Поэтому достоверные данные о влажности имеют большое значение для безопасного обслуживания и увеличения срока службы силовых трансформаторов, а также для их своевременного и надлежащего обслуживания. Для оценки этих параметров сегодня применяются различные методики. Эта статья кратко представляет эти методики, дает комментарии к их применению (и интерпретации результатов) и сравнивает их на различных примерах.

    МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ Титрование по Карлу Фишеру

    Титрование по Карлу Фишеру - метод аналитической химии для определения количества воды в образце с использованием объемного или кулонометрического титрования. Титрование заключается в добавлении реактива известной концентрации (титр) к неизвестному веществу, пока их концентрации не будут уравновешены.

    Оценка влагосодержания в жидкой и твердой изоляции титрованием по Карлу Фишеру не только широко используется, но также и служит точкой отсчета для других методов, таких как метод диэлектрического отклика.

    Однако и метод титрования подвержен ряду воздействий: это попадание влаги из атмосферы во время осуществления выборки, транспортировки и подготовки образца. Целлюлоза связывает воду в химические цепочки различной прочности. Неизвестно, вся ли вода была высвобождена под действием тепловой энергии, поэтому температура и время нагрева влияют на результат. Отдельные лаборатории применяют нестандартные реагенты, например растворитель для извлечения масла. Зачастую метод непосредственного впрыска и нагревания дает различные результаты содержания влаги в масле.

    По этим причинам сравнение результатов измерения различных лабораторий дало неудовлетворительный результат [1].

    Следовательно, при использовании метода титрования Карла Фишера для оценки других методов необходимо учитывать его собственную погрешность. Это, в частности, должно делаться, если влажность образцов бумаги, взятых из трансформатора, используется как критерий оценки результатов новых подходов, таких как метод диэлектрического отклика или диаграмм равновесия, или при сравнении новых методов между собой.

     
     
    Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
    Источник:  ©  Майк Кох, Михаэль Крюгер, Стефан Тенбойлен, Omicron Energy, г. Клаус, Австрия.Сравнение различных методов определения содержания влаги в изоляции силовых трансформаторов. Энергоэксперт, №  5,  2010.– С.41-45.
    Материал размещен на www.transform.ru: 7.02.2011 г.
     

     

    Перейти в форум для обсуждения

      ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


    Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????