第九章-变压器绝缘

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变压器绝缘

变压器绝缘

摘要变压器的严重事故不但会导致自身的损坏,还会中断电力供应,造成巨大的经济损失。

由内绝缘老化而引发的变压器故障占变压器事故的重要部分。

以介电响应为基础的极化去极化电流法和频域介电谱法不仅是无损的电气诊断技术,而且是变压器绝缘状态诊断中本领域国内外学者研究的热点之一。

研究一种对变压器绝缘老化进行无损诊断的介电响应测量新方法或新特征量是尚需解决的难题之一。

变压器油纸绝缘的介电性能和空间电荷特性的联系、油纸绝缘介质在老化过程中绝缘油性能对空间电荷形成及迁移的影响、以及作为油纸绝缘老化产物且直接影响油纸绝缘介电性能的水分对多层油纸绝缘介质空间电荷的影响,均是需要研究解决的问题。

关键词:变压器;高压绝缘;绝缘材料AbstractThe serious accidents of transforme can ot only cause their own damage, but also interrupt the power supply, causing huge economic losses. Transformer failures caused by internal insulationagingisan important part of the transformeraccident.The polarization/depolarization current method and requency domain dielectric spectroscopy based on dielectric response are not only non-destructive electrical diagnostic technique, and also the research focus of domestic and foreign scholars in the field of transformer insulating condition assessment. Investigating new method or new characteristics parameters for diagnosing the transformer insulation aging and assessing its life non-destructively using dielectric response technique is difficult question to be rsolved.Key Words:transformer; High voltage insulation; Insulating material目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)2变压器套管 (3)2.1 套管主绝缘作用 (3)2.2 套管主绝缘简介 (3)2.3 套管主绝缘结构 (4)2.4 套管主绝缘发展现状 (5)3. 线圈绝缘 (5)3.1 漆包线 (5)3.2 绝缘层材料 (6)4 引线绝缘 (9)4.1引线绝缘引起的变压器故障 (9)4.2 屏边硅铁厂1号电炉变压器 (10)4.3 宝华山变电站1号主变压器 (10)4.4 小结 (12)结论 (13)参考文献 (14)致谢 (15)引言变压器绝缘的性能(电气、耐热和机械性能)是决定其能否运行的基本条件之一。

变压器的绝缘电阻测试与保护

变压器的绝缘电阻测试与保护

变压器的绝缘电阻测试与保护绝缘电阻是变压器运行中重要的性能指标之一,它反映了变压器绝缘系统的质量和可靠性。

为了确保变压器的安全运行和延长使用寿命,绝缘电阻测试与保护显得尤为重要。

本文将介绍变压器绝缘电阻测试的原理、方法以及常见的保护措施。

一、绝缘电阻测试原理绝缘电阻测试是通过施加一定的电压或电流,测量绝缘材料两点之间的电阻来评估绝缘的质量。

绝缘电阻的测量需要使用万用表或者特定的绝缘电阻测试仪器。

测试仪器会施加一个标准电压或电流,然后通过测量绝缘电阻与仪器所施加电压或电流之间的比例关系来计算绝缘电阻值。

二、绝缘电阻测试方法1. 直流电阻测试法直流电阻测试法是最常用的绝缘电阻测试方法之一。

该方法通过施加直流电压,通过测量绝缘材料两点之间的电流来计算绝缘电阻值。

测试时需要注意选择合适的测试电压和测量电流,以避免对绝缘材料造成损害。

2. 交流电阻测试法交流电阻测试法是另一种常用的绝缘电阻测试方法。

该方法通过施加交流电压,通过测量绝缘材料两点之间的交流电流来计算绝缘电阻值。

交流电阻测试法可以更好地模拟变压器实际运行时的工作状态,对于某些绝缘材料的测试效果更好。

三、绝缘电阻保护措施1. 绝缘材料选择合适的绝缘材料是确保变压器绝缘电阻正常的关键。

在选择绝缘材料时,需要考虑其耐热性、耐湿性、抗电弧能力等性能指标。

常用的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆布、绝缘胶带等。

2. 绝缘系统检测定期对变压器的绝缘系统进行检测是保护绝缘电阻的重要手段。

可以通过定期进行绝缘电阻测试、局部放电测试、介质损耗测试等方法来评估绝缘系统的质量。

及早发现问题并及时处理,可有效避免因绝缘系统损坏而导致的变压器故障。

3. 绝缘液维护对于油浸变压器而言,绝缘液的维护也是保护绝缘电阻的重要环节。

及时检测绝缘油的介电强度、酸值、含水量等指标,确保绝缘油的质量符合要求。

同时,定期进行油样分析,及时更换老化的绝缘油,可以有效延长变压器的使用寿命。

四、结论绝缘电阻测试与保护是保证变压器安全运行的重要措施。

高电压绝缘技术 第九章 A电力变压器和高压电机绝缘

高电压绝缘技术     第九章 A电力变压器和高压电机绝缘
耐热性提高 机械强度也有所增强
油纸绝缘 1
44
油与纸配合使用 互相弥补各自缺点 显著增强绝缘性能 纸纤维 多孔性 极性介质 极易吸水 即使经干燥浸油处理 仍会吸潮 油浸纸板
吸湿量ω 超过3 ~ 5 % Eb 剧烈下降
油纸绝缘 2
45
新变压器出厂 ♦ 油中含水量应减少到 5 × 10−6~15 × l0−6 ♦ 纤维含水量应降低到 0.3 ~0.5 % 现场 有必要吊心时 ♦ 务必选择晴朗干燥的天气 ♦ 尽量缩短暴露的时间 长期停运变压器 重新投入前 需检查是否受潮 或先经干燥、试验后再投运
♦ 充油设备里很少用裸导体
绝缘层
48
在曲率半径较小的电极上包缠 较厚 绝缘层 ♦ 阻止杂质小桥发展 ♦ 绝缘层表面最大场强明显降低
→ 提高整个间隙的工频及冲击 Ub 例
引线对箱壁的油间隙为 100 mm 在裸线上包 3 mm 厚绝缘层
Ub 约提高 一倍
屏障
49
高压绕组与低压绕组间 不同相绕组间 绕组对铁芯 绕组对铁轭间 的油间隙中
16
作用力 ♦ 正常情况下绕组间电磁力不大 ♦ 短路瞬间可能达到正常时的上千倍 ♦ 若 绝缘已老化脆裂 或 绕组固定不结实
→ 变形甚至事故 ♦ 国内近年来因绕组变形引起的事故约占 20 %
机械性能 2
17
机械性能 ♦ 绕组轴向固定比径向固定困难得多 ♦ 减小轴向力
• 高、低压绕组安匝数平衡 • 避免绕组高度不齐
雷电冲击电压下层间电压分布 较 饼式绕组均匀 ♦ 圆筒式端面远较饼式小 轴向固定困难 ♦ 层间过长而窄的油道 对散热不利
圆筒式绕组—电压分布
31
♦ 例: 圆筒式绕组 (5层)
♦ 雷电冲击全波 电压峰值U0

变压器绝缘检测培训课件

变压器绝缘检测培训课件

变压器绝缘检测培训课件变压器绝缘检测培训课件变压器作为电力系统中的重要设备之一,承担着电能的传输和分配任务。

在变压器的运行过程中,绝缘是保证其正常工作的关键因素之一。

因此,对于变压器的绝缘进行定期检测和维护是非常重要的。

本文将介绍变压器绝缘检测的相关知识和技术。

一、绝缘检测的意义绝缘是指电气设备中的导体之间或导体与地之间的绝缘介质,它的主要作用是阻止电流在设备外泄,保证设备的安全运行。

变压器的绝缘状态直接影响着电力系统的稳定性和可靠性。

因此,定期对变压器的绝缘进行检测,可以及时发现和排除潜在的故障隐患,提高设备的可用性和工作效率。

二、绝缘检测的方法1. 绝缘电阻测量法绝缘电阻测量法是一种常用的绝缘检测方法。

它通过测量设备的绝缘电阻值来评估绝缘的质量。

通常使用绝缘电阻表进行测量,将其两个电极分别与设备的两个绝缘部分相连,通过施加一定的电压,测量绝缘电阻值。

绝缘电阻值越大,说明绝缘质量越好。

2. 绝缘介质损耗测量法绝缘介质损耗测量法是一种通过测量绝缘材料中的介质损耗来评估绝缘质量的方法。

它通过施加一定的电压和频率,测量绝缘材料中的电流和相位差,计算出绝缘材料的介质损耗。

介质损耗越小,说明绝缘质量越好。

3. 绝缘强度试验法绝缘强度试验法是一种通过施加高电压来检验绝缘质量的方法。

在试验过程中,将设备的两个绝缘部分分别与高压电源相连,施加一定的电压,观察设备是否发生击穿现象。

如果设备能够承受试验电压而不发生击穿,说明绝缘质量良好。

三、绝缘检测的注意事项1. 安全第一在进行绝缘检测时,必须严格遵守相关的安全操作规程,确保人员和设备的安全。

在进行高压试验时,应注意防止电击和火灾等事故的发生。

2. 仪器的选择和校验选择合适的绝缘检测仪器,并定期进行校验和维护,确保测量结果的准确性和可靠性。

同时,要注意仪器的使用方法和操作步骤,避免误操作导致的测量误差。

3. 绝缘材料的选择和维护在变压器的设计和制造过程中,应选择合适的绝缘材料,并进行适当的维护和保养。

第9章电力变压器的运行

第9章电力变压器的运行
解 依等值发热得
K1
I 12 t1
I
2 2
t
2
I
2 n
t
n
t1 t2 tn
0.32 8 0.82 4 0.52 8 0.514
848
查图9-6a曲线得过负荷倍数得K2=1.33。
第四节 变压器的事故过负荷
系统发生局部故障或变电所的某台变压器故障被切除,使部分 不能切除的负荷转移到其它变压器上时,这些变压器的负荷会 超过正常过负荷值很多,称为事故过负荷或短期急救负载。
T e P(t 98)d t T e P(9898) T 0
2)平均相对老化率:变压器在一定的时间间隔T内实际所损失 的寿命与恒温98℃运行时的正常寿命损失T的比值。
T e P(t 98)d t
0
1
T e P(t 98)d t
T
T0
当λ>1 时,变压器的老化大于正常老化,预期寿命缩短;
第9章电力变压器的运行
2021年7月30日星期五
电力变压器是发电厂和变电所中重要的一次设备之一,随 着电力系统电压等级的提高和规模的扩大,升压和降压的层次 增多,系统中变压器的总容量已达发电机装机容量的7~10倍。 可见电力变压器的运行是电力生产中非常重要的环节。本章着 重介绍电力变压器运行中的基本理论。
三、等值空气温度 1. 平均温度δav不能表示变化的温度对绝缘老化的影响 变压器的绝缘老化速度与绕组温度呈指数函数非线性关系,在 高温时绝缘老化的加速远远大于低温时绝缘老化的延缓。
2. 等值空气温度
等值空气温度δeq :指某一空气温度,如果在一定时间间隔内 维持此温度和变压器所带负荷不变,变压器所遭受的绝缘老化 等于空气温度自然变化时的绝缘老化。

高压电课件第9章-变压器绝缘

高压电课件第9章-变压器绝缘

1 发电机定子绕组结构-外壳与铁芯
45/60
1 发电机定子绕组结构-铁芯硅钢片
46/60
1 发电机定子绕组结构-定子绕组
47/60
1 发电机定子绕组结构-定子绕组
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2 定子线棒截面
49/60
3 发电机绝缘工作环境特点
1)热作用:膨胀系数不同(铜线、绝缘层、铁 芯);热胀冷缩使绝缘层开裂、产生空隙 2)机械力作用:振动(周期性交变点动力)、 磨损绝缘层、使导线和绝缘件断裂 3)电场作用:发生电晕等,绝缘以云母为主。
33/60
8 -变压器的内部保护-纵向电场分析
冲击电压下绕组间电 压分布规律:
l C l Cl C0
Ck
Ck / l Ck0
单位长度对地电容:C
单位长度绕组间电容:Ck
C0——整个绕组总的对地电容
Ck0——整个绕组总的串联(纵向)
电容
34/60
8 -变压器的内部保护-纵向电场分析
冲击电压下绕组间电 压分布规律:
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6 油浸式变压器绝缘:油-屏障绝缘
绝缘层:在曲率半径很小的电极上包裹较厚的绝缘层,使绝缘 表面的最大场强明显降低,有利于提高整个间隙的工频和冲击 击穿电压。 例:引线对箱壁的油隙为100mm时,在裸线上包3mm厚绝缘 层,击穿电压提高1倍。
20/60
6 油浸式变压器绝缘:油-屏障绝缘
屏障:在绕组间、相间、对铁芯、对铁轭的油隙中宜放置尺寸 较大(形状与电极相适应)的纸筒或纸板屏障,不但能阻止小 桥形成,而且集聚在屏障上的空间电荷使屏障另一侧的电场变 得均匀。
多屏障:将油隙分隔成多个较短的油隙,则击穿场强更高,超 高压变压器常采用薄纸小油道。
例:纸筒总厚度占油隙总尺寸的30~40%;超高压变压器采用

变压器的绝缘检查

变压器的绝缘检查

变压器的绝缘检查变压器的绝缘检查主要指交接试验预防性试验和运行中的绝缘检查。

变压器的绝缘检查主要包含:绝缘电阻检测,绝缘油耐压试验和交流耐压试验。

下面重点介绍运行中对变压器绝缘检查的要求和影响变压器绝缘的因素以及变压器绝缘在不同温度时的换算。

1.变压器绝缘检查的要求(1)变压器的清扫、检查应当摇测变压器一二次绕组的绝缘电阻;(2)变压器油要求每年取油样进行油耐压试验,10kV以上的变压器油还要做简化试验:(3)运行中的变压器每1年-3年进行预防性绝缘试验(又称绝保试验)。

2变压器绝缘的因素电气绝缘试验,是通过测量、试验、分析的方法,检测和发现绝缘的变化趋势,掌握其规律,发现问题。

通过电力变压器的绝缘电阻测量和绝缘耐压等试验,对变压器能否继续运行做出正确判断。

为此,应准确测量,排除对设备绝缘影响的诸因素。

影响变压器绝缘的因素有以下几个方面:(1)温度的影响。

测量时,温度变化影响绝缘测量的数值,所以进行试验时,应记录测试时的温度,必要时进行不同温度的绝缘测量值的换算,变压器绝缘电阻的数值随变压器绕组的温度不同而变化,因此对运行变压器绝缘电阻的分析应换算至同一温度时进行。

通常,温度越高,绝缘电阻值越低。

(2)空气湿度的影响。

对于油浸自冷式变压器,由于空气湿度的影响,使变压器瓷瓶表面的泄漏电流增加,导致变压器绝缘电阻数值的变化,当湿度较大时,绝缘电阻显著降低。

(3)测量方法对变压器绝缘的影响。

测量方法的正确与否直接影响变压器的绝缘电阻值,例如,使用兆欧表测量变压器绝缘电阻时,所用的测量线是否符合要求,仪表是否准确等。

(4)电容值较大的设备,例如电缆、容量大的变压器、电机等需要通过吸收比试验来判断绝缘是否受潮,取Ra/Rs温度为10℃~30℃时,绝缘良好值为1.3~2低于该数值说明绝缘受潮,应进行干燥处理。

主变压器内部绝缘措施

主变压器内部绝缘措施

主变压器内部绝缘措施1. 引言主变压器是电力系统中重要的设备之一,它通常用于改变电压的大小,以满足电网的需求。

由于主变压器在运行过程中承受高电压和高温等极端工作环境,因此绝缘是保证主变压器正常运行和延长其寿命的关键因素之一。

本文将重点介绍主变压器内部绝缘的措施及其作用。

2. 绝缘材料选择在主变压器内部,绝缘材料的选择非常重要,因为它们需要具备良好的电气绝缘性能和机械强度,以抵抗电压和温度的影响。

常见的主变压器绝缘材料有: - 绝缘纸:用于主变压器绝缘垫片和油纸绝缘结构中。

- 绝缘漆:用于绝缘包层和绝缘涂层,以提供电气绝缘性能。

- 绝缘胶带:可用于绝缘包扎和固定绝缘材料。

3. 油纸绝缘结构油纸绝缘结构是主变压器最常见的绝缘结构之一。

它由一层层的铜箔和绝缘纸交替堆叠而成。

油纸绝缘结构的主要作用是提供绝缘层,保证主变压器内部的电气绝缘性能,并承受高电压和高温的影响。

油纸绝缘结构还能吸收局部放电和分散热量,以保护主变压器的运行。

4. 绕组绝缘主变压器的绕组是电流流过的区域,其绝缘能力直接影响整个变压器的安全和可靠工作。

绕组绝缘通常采用绝缘纸、绝缘漆和绝缘层来实现。

在绕组的设计过程中,还要确保绝缘层的厚度和层间电压等参数符合设计要求,以提供足够的绝缘能力。

5. 气体绝缘主变压器内部还常常用到气体绝缘,主要是指干燥空气和氮气。

气体绝缘的作用是隔离电力设备的元件,保证电力设备的可靠性和稳定性。

气体绝缘通常用于主变压器的绝缘护套、绝缘套管和绝缘柱等部件。

6. 检测和维护为了保证主变压器内部的绝缘性能,需要定期进行检测和维护。

常见的方法包括: - 局部放电测试:用于检测绝缘层中的潜在故障点,提前进行维修。

- 油样分析:通过对变压器油样中各种元素的测试,判断绝缘材料的老化程度。

- 温度监测:监测主变压器内部的温度变化,及时发现故障点。

- 绝缘电阻测试:定期测试主变压器的绝缘电阻,发现绝缘材料老化或有潜在故障。

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HV & EMC Laboratory
North China Electric Power University
6 油浸式变压器绝缘:油-屏障绝缘
屏障:在绕组间、相间、对铁芯、对铁轭的油隙中宜放置尺寸较大 (形状与电极相适应)的纸筒或纸板屏障,不但能阻止小桥形成,而 且集聚在屏障上的空间电荷使屏障另一侧的电场变得均匀。 多屏障:将油隙分隔成多个较短的油隙,则击穿场强更高,超高压变 压器常采用薄纸小油道。 例:纸筒总厚度占油隙总尺寸的30~40%;超高压变压器采用瓦楞纸
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6 油浸式变压器绝缘-变压器油
1:工程变压器油有杂质、气泡、水分,介电强度远 低于纯净油 2:受潮变压器油的击穿电压与温度关系密切 3:老化因素:
1)热老化:粘度增大,颜色变深,介损增大,油泥 增多,击穿电压下降
3 绝缘分类
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4 绝缘形式概况
目前最广泛:油浸纸;绝缘油起绝缘和散热双重作 用;93起事故中,绝缘事故占80%,其中匝绝缘43 %、主绝缘23%、套管绝缘15%。
干式变压器:无油、防火、防爆; 环氧树脂干式变压器:35kV已挂网运行; SF6气体绝缘变压器:更高等级,重量小、噪 音小、不易老化、耐湿耐污、承受过载能力小; XLPE电缆绕制变压器
7 主绝缘-绕组间或绕组对铁芯-工频电压校验
放电量约10 -7~ 10-8 C 的放电在绝 缘表面形成 爬电痕迹 对高压油浸 变压器要求 在1.3及1.5 倍相电压下 的局部放电 量分别不超 过300pC及 500pC。
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8 -纵绝缘-变压器的内部保护措施
原则:减小C0,增大Ck 1:静电板:使第一饼各匝间电容增大,且影响到后续几个饼 的电压分布。 2:纠结式绕法:通过改变匝间位置来增大纵向电容;例双饼 连续式为553pF,纠结式13884pF。 3:内屏蔽(插入电容):将屏蔽线匝直接绕在连续式线圈内 部,端头悬空,不参与变压器正常运行,增大了纵向电容。 4:圆筒式:层间电容大,对地电容小。若在首末端各加一静 电屏,起始分布更接近与稳态分布。
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6 油浸式变压器绝缘: 油-屏障绝缘
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7 主 绝缘 -绕 组间 或绕 组对 铁芯 -结 构
HV & EMC Laboratory
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7 主绝缘-绕组间或绕组对铁芯-设计
HV & EMC Laboratory
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7 主绝缘-绕组间或绕组对铁芯-冲击电压校验
7 主绝缘-绕组对铁轭-特点
绕组端部对铁轭间的电 场很不均匀,而且有很 强的与绝缘层相平行的 切向分量,很容易发生 滑闪 仅增长沿面距离对提高 工频及冲击耐压作用不 大。
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7 主绝缘-绕组对铁轭-措施
0 d0 p
Ut
d
K1 K 2 K 3 Eb min
p
Ut:工频1分钟耐压 Ebmin:油隙最小击穿场强 d0、dp:油、纸层厚度 K1:绕组内外差异引入的电场集 中系数 K2:撑条引入的集中系数 K3:安全裕度
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7 主绝缘-引线绝缘
采用直径较粗的导线,并包以很厚的绝缘层=》保证在 试验电压下导线表面和绝缘层表面的电场都不超过各自 击穿场强 两平行导线间电场可按平行圆柱体电极的电场来估算 导线与外壳平行时,可按圆柱对平面电极的电场来计算 不均匀电场中,引线绝缘的击穿电压略大于油中针对针 的击穿电压。
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l
C0 C Cl l Ck Ck / l Ck 0
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8 -纵绝缘-纵向电场分析
初始电压按电容链分布,稳态电压按电 阻分布,暂态过程发生激烈振荡
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8 -纵绝缘-变压器的内部保护措施
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8 -纵绝缘-校验
1:在冲击电压下,根据实际可能出现的 梯度电压来考虑;梯度电压可通过计算或 实体测试获取;根据该处梯度电压的峰值 和持续时间,参考已有典型绝缘结构的试 验数据,进行校验。 2:纠结式绕法:工频下匝间电压较大, 应校核工作电压下是否会出现局部放电。
电话纸:更薄,出线头和引线绝缘;
皱纹纸:更柔软,出线头和引线绝缘; 绝缘纸板:绕组间的垫块、隔板、绝缘筒、 角环; 绝缘成型件:直接用纸浆按电场形状制成
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6 油浸式变压器绝缘-油纸绝缘
油与纸配合使用,可以互 相弥补各自的缺点,显著 增强绝缘性能。 因纸纤维为多孔性的极性 介质,极易吸收水分。当 油浸纸板的吸湿量超过3~ 5%后,介电强度剧烈下降。 检修、投运前都要注意防 潮。
2
饼式:1)连续式:
绕法简单
纵向电容小,在雷电冲 击下各线饼间电压分布 很不均匀。
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5 高压绕组绝缘结构基本特点
2
饼式:1)纠结式:
绕法复杂 纵向电容大,有利于 改善在雷电冲击下各 线饼间电压分布。 220kV及以上常采用 纠结式
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7 主绝缘-绕组间或绕组对铁芯-设计
原则:1)工频1分钟及冲击耐压下不应发生油隙击穿或闪络; 2)在工作电压下不出现有害的局放。 计算方法:重要部位用数值计算,绕组间、绕组对铁芯用同轴圆 柱场分析。 等效简化:按介电常数的比例将纸筒的总厚度折合成等值油隙距 离后估算油隙中的最大场强数值:
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8 -变压器的内部保护-纵向电场分析
冲击电压下绕组间电 压分布规律:
dU x Q dx Ck
dQ U xC dx
d 2U x C Ux dx Ck
U x U0
sh (l x) shl
U x U0
ch (l x) chl
某500kV油浸变压器,中部进线,主绝缘由0.5 mm瓦楞纸-小油道(4mm)共14层组成。计算: 1)总纸层厚度9mm,总油层厚度56mm,总等值 油隙距离69.5 mm。 2)K1=0.93,K2=1.35 径向场强Er: U Er K1K 2 0.93 1.35 U / 69.5 0.018U d 3)全波冲击下饼间最大电位差为入浸波的 10.5%,该处油道宽12mm,则轴向场强Ea为: U 49.75E Ea 0.105 U / 12 0.0087U 4)合成场强E为:
高电压绝缘技术
第九章:变压器绝缘
1 变压器结构简介 铁轭 铁芯
低压绕组
A
高压绕组 高压引线
பைடு நூலகம்
B
C
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2 变压器绕组
饼式结构
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5 高压绕组绝缘结构基本特点
1:圆筒式
2:饼式 1)连续式 2)纠结式 3)连续-纠结式
HV & EMC Laboratory
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2)电老化:局部放电使油分子缩合成更高分子量的 腊状物(影响散热),同时溢出气体(使放电更易 发生)
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6 油浸式变压器绝缘-绝缘纸
绝缘纸用硫酸盐木纸浆制成,含有许多气 隙,透气性好、吸油性好。 常用种类: 电缆纸:(0.08~0.12mm厚),导线绝缘、 层间绝缘和引线绝缘;
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