一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法

摘要

本发明公开了一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法，步骤为：1)估算准备及变压器油取样；2)牵引变压器的变压器油中水分测试；3)估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水分含量；4)估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水汽分压值；5)估算温度T下变压器油中水汽分压值；6)估算温度T下牵引变压器绝缘纸中水分含量。本发明能够考虑牵引变压器的已工作时间对绝缘纸中水分含量估算的影响，能够更为准确的得到牵引变压器绝缘纸中水分含量。

说明书

技术领域

本发明属于牵引变压器绝缘受潮状态估算领域，具体涉及一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法。

背景技术

高速铁路在我国进入快速发展时期，牵引变压器作为牵引供电系统中的核心设备，其性能和运行状态直接关系到整个系统的经济性与可靠性，水分是影响牵引变压器绝缘纸绝缘性能的重要因素之一，因此准确的估算牵引变压器绝缘纸中水分含量是非常重要的。然而，随着牵引变压器的运行，绝缘纸会逐渐老化，随着绝缘纸老化程度的加深，绝缘纸对水分的吸收能力逐渐降低，并且当绝缘纸浸在绝缘油中时，纤维素的老化对绝缘纸吸湿能力影响更加明显。因此，为了能够更加准确地得到油纸绝缘水分平衡时绝缘纸中的水分含量，需进一步考虑纤维素老化对绝缘纸吸湿能力的影响，急需一种考虑牵引变压器的已工作时间对绝缘纸中水分含量估算的影响，且能更加准确估算牵引变压器绝缘纸中水分含量的方法。

发明内容

为了能够考虑牵引变压器的已工作时间对绝缘纸中水分含量估算的影响，且能更加准确的得到牵引变压器绝缘纸中水分含量，本发明提供了一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法。

一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法包含以下步骤：

第一步：估算准备及变压器油取样

查看待测牵引变压器铭牌或出厂报告，记录待测牵引变压器的已投运时间(记为N年)，将待测牵引变压器离线，进而对待测牵引变压器中变压器油进行取样，并测试记录取样时刻变压器油的温度为T(摄氏度)；

第二步：牵引变压器的变压器油中水分测试

基于梅特勒-托利多卡尔费休水分测试仪C20对变压器油样进行油中水分含量测试，记录测试结果为C_oil；

第三步：估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水分含量

根据式(1)估算温度T下的变压器油吸湿饱和时的水分含量值，记为C_{oil_sat}；

Co_{il_sat}＝10^{7.42-1670/(T+273)}(1)

第四步：估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水汽分压值

根据式(2)估算温度T下变压器油吸湿饱和时水汽分压的值，记为p_v,sat；

式(2)中，p_c为水临界状态(水的密度和它的饱和蒸汽密度相等)时的压力且等于218atm；ΔT为水临界状态温度T_c减去环境温度T的值，T_c为374.2℃；a、b、c、d为常数且依次为3.24、5.87×10^-3、1.17×10^-8、2.19×10^-3；

第五步：估算温度T下变压器油中水汽分压值

根据式(3)估算测试环境下变压器油中水汽分压，记为p_v；

第六步：估算温度T下牵引变压器绝缘纸中水分含量

根据式(4)估算温度T下牵引变压器绝缘纸中水分含量

C_paper＝M×p_v^0.6685×exp[4725.6/(T+273)](4)

式(4)中M为老化系数，M估算式如式(5)所示：

本发明能够在能够考虑牵引变压器的已工作时间对绝缘纸中水分含量估算的影响，且能准确的得到牵引变压器绝缘纸中水分含量。

附图说明

图1一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法流程图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1所示为一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法流程图。从图1中可以看出一种考虑服役时间的牵引变压器绝缘纸含水量估算方法主要包括以下步骤：

第一步：估算准备及变压器油取样

查看待测牵引变压器铭牌或出厂报告，记录待测牵引变压器的已投运时间(记为N年)，将待测牵引变压器离线，进而对待测牵引变压器中变压器油进行取样，并测试记录取样时刻变压器油的温度为T(摄氏度)；

第二步：牵引变压器的变压器油中水分测试

基于梅特勒-托利多卡尔费休水分测试仪C20对变压器油样进行油中水分含量测试，记录测试结果为C_oil；

第三步：估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水分含量

根据式(1)估算温度T下的变压器油吸湿饱和时的水分含量值，记为C_{oil_sat}；

C_{oil_sat}＝10^{7.42-1670/(T+273)}(1)

第四步：估算温度T下变压器油中吸湿饱和时水汽分压值

根据式(2)估算温度T下变压器油吸湿饱和时水汽分压的值，记为p_v,sat；

式(2)中，p_c为水临界状态(水的密度和它的饱和蒸汽密度相等)时的压力且等于218atm；ΔT为水临界状态温度T_c减去环境温度T的值，T_c为374.2℃；a、b、c、d为常数且依次为3.24、5.87×10^-3、1.17×10^-8、2.19×10^-3；

第五步：估算温度T下变压器油中水汽分压值

根据式(3)估算测试环境下变压器油中水汽分压，记为p_v；

第六步：估算温度T下牵引变压器绝缘纸中水分含量

根据式(4)估算温度T下牵引变压器绝缘纸中水分含量

C_paper＝M×p_v^0.6685×exp[4725.6/(T+273)](4)

式(4)中M为老化系数，M估算式如式(5)所示：