變壓器用大幅面絕緣紙板熱壓成型機組開發(fā)設計

通過對變壓器絕緣紙板濕紙幅成形機工作機理的闡述和分析,就如何實現(xiàn)成形機高效安全自動化生產,圍繞層間結合和缸面取紙兩大關鍵問題,對變壓器絕緣紙板濕紙幅成形機的設計要點及使用進行探討。

絕緣紙板熱壓成形機技術改造

采用介電法與稱重法對絕緣紙板在線干燥過程進行研究。對傳感器測試信號與被測紙板水分質量分數(shù)之間的關系進行統(tǒng)計處理,建立相應的指數(shù)規(guī)律計算公式。并對層壓紙板的水分擴散過程進行分析并進行相應的驗證試驗,結果表明在微水分含量的情況下,可用層壓紙板局部區(qū)域的水分測量結果近似表示整體的水分質量分數(shù)。

介紹了正在研制中的變壓器絕緣紙板水分測試系統(tǒng)。重點介紹了電容式傳感器的結構、系統(tǒng)的組成和抗工頻干擾的措施。

采用介電法與稱重法結合試驗的方法對絕緣紙板在線干燥過程進行研究。介紹一種基于at89s51單片機的便攜式紙板微水分實時測量系統(tǒng),它可用于變壓器絕緣紙板中微量水分的介電頻譜法測量,能夠實現(xiàn)測量系統(tǒng)中不同頻率正弦驅動信號的發(fā)生以及對電容式傳感器反饋的信號進行數(shù)據(jù)處理及水分值顯示的功能,專門設計的電容式傳感器可以感應干燥罐中器身的微水分變化。描述了系統(tǒng)的硬件結構和軟件設計。

從電導特性的角度研究了變壓器油在高場強下的預擊穿過程及機制,將變壓器油在不同電場下的電導機制分為3個階段:①在電場低于0.44kvmm1時,電導電流i與外施場強e成正的線性關系,符合歐姆定律;②電場強度在0.441.33kvmm1范圍內時,ln(i/e2)1/e成正比,滿足fowler-nordheim場致發(fā)射方程,屬于隧道效應電流階段;③當油中電場強度e>1.33kvmm1,i與電壓的二次方u2成正比,屬于空間電荷限制電流階段,載流子視在遷移率c約為2.93103cm2/(vs),當外施電場為2kvmm1時,載流子流速v為0.586ms1,電流體力學遷移率h約為1.5103cm2(vs)1。同時,對影響變壓器油電導特性的溫度、流體壓強、油中含水等因素進行研究,試驗結果表明,隨著溫度的升高、流體壓強的減小以及油中含水量的增加,變壓器油的電導電流均將明顯增加。此外,對工程上關注的不同浸油程度的絕緣紙板的電導和介電特性及其影響因素進行研究,結果表明,隨著浸油水平、溫度和工作頻率的提高,絕緣紙板的電導電流均將相應增加。

介紹一種絕緣紙板微水分檢測系統(tǒng),它可用于大型電力變壓器器身整體干燥過程中絕緣紙板中水的質量分數(shù)的在線實時監(jiān)控,專門設計的電容式傳感器可以感應干燥罐中器身的微水分變化,其輸出信號經(jīng)放大、變換后,由單片機處理數(shù)據(jù)并顯示。描述了系統(tǒng)的硬件結構和軟件設計,并討論了軟硬件的抗干擾措施。

為了適應變壓器絕緣新工藝的技術發(fā)展要求,研究開發(fā)了絕緣紙膠帶;以環(huán)氧樹脂、酸酐、咪唑等為主要原料并添加改性劑,配制了一種能在中溫下快速固化的膠粘劑;經(jīng)過工藝試驗,找出了制備絕緣紙膠帶的較佳工藝條件;樣品性能測試結果表明:固化劑、促進劑、改性劑的組份含量對膠化時間、剝離強度、擊穿電壓、儲存期等均有影響,所制絕緣紙膠帶達到預期指標的要求

油紙絕緣電力變壓器受潮會加速固體絕緣材料老化,嚴重影響其運行壽命,因此評估變壓器的絕緣紙板中的水分含量對確保其安全可靠運行具有重要意義。變壓器絕緣紙板中的水分含量是評估其是否受潮和老化的重要指標之一,然而傳統(tǒng)的化學分析方法需要在實驗室環(huán)境下進行,有些甚至需要獲取變壓器內部紙樣?；诨貜碗妷旱臉O化譜方法是一種無損的絕緣診斷方法,已經(jīng)被用來評估變壓器的絕緣狀態(tài),特別是絕緣紙板的水分含量。本文研究了回復電壓極化譜評估變壓器紙絕緣的受潮的有效性,提出了評估的判斷方法。試驗結果表明利用極化譜的主時間常數(shù)評估其水分含量是有效的。

介紹一種測量微水分的電容式傳感器,它利用同一平面上兩平行電極形成的邊緣電場感應被測紙板水分變化,體積小,靈敏度高,安裝方便。由它構成的微水分測量系統(tǒng),可以用于大型變壓器繞組現(xiàn)場干燥過程中的絕緣紙板微水分檢測。

采用介電法與稱重法相結合對絕緣紙板在線干燥過程進行了研究.由于絕緣紙板中的微水分影響其介電特性,利用電容傳感器測量紙板的對應區(qū)域,同時將獲得的電信號與稱重試驗結果進行比較,建立了電信號與被測紙板質量之間的對應關系,并提出一個絕緣紙板干燥過程微水分質量分數(shù)指數(shù)規(guī)律計算公式.研究表明,除濕速率表現(xiàn)為振蕩衰減過程,其原因與紙板結構及環(huán)境氣氛有關.

概述國內外變壓器絕緣紙板和成型絕緣件主要生產企業(yè)的簡要情況,分析我國絕緣紙板和出線裝置等成型絕緣件產品的質量水平,研究超、特高壓大型輸電設備紙質絕緣材料的國產化現(xiàn)狀,提出發(fā)展建議。通過對我國絕緣紙板和成型絕緣件主要生產企業(yè)技術水平及生產能力的分析,論證國產化的可能性。結果表明,我國絕緣紙板的質量水平和生產能力完全滿足不同電壓等級輸電設備的國產化需求,出線裝置等成型絕緣件的制造水平滿足超高壓輸電設備的質量要求,但國內成型絕緣件生產企業(yè)缺乏設計能力和特高壓出線裝置的研制經(jīng)驗,通過全行業(yè)合作,實現(xiàn)國產化是完全可行的。

由于變壓器絕緣紙板中的微水分影響其介電特性,用介電方法可以測量絕緣紙板微水分分布.測量系統(tǒng)采用一種有4個感應深度不等的測量單元的電容式傳感器,輪流使用各測量單元可獲得絕緣紙板的對應導納,再利用絕緣紙板截面上分布測點的等效導納,推導出絕緣紙板不同深度層上的介電特性,通過適當標定后,該測量系統(tǒng)可以用于估算被測絕緣紙板某深度的含水質量分數(shù).試驗證明了其使用效果.介紹了傳感器的原理、結構及測量系統(tǒng)的構成.

在電網(wǎng)系統(tǒng)中,變壓器是重要的設備,它直接和用電設備連接,分布廣,數(shù)量多,容量大,而變壓器壽命主要表現(xiàn)為絕緣材料的壽命,所以絕緣材料直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在中國推進的特高壓電網(wǎng)建設中,超高壓變壓器是實現(xiàn)特高壓輸電技術在遠距離、大容量、低損耗輸電優(yōu)勢的關鍵設備,而制造超高壓變壓器離不開高性能絕緣紙板的參與。目前,能生產這種超高壓變壓器絕緣紙板的企業(yè)在全球僅

介紹一種絕緣紙板微水分檢測系統(tǒng),它可用于大型電力變壓器器身整體干燥過程中絕緣紙板水的質量分數(shù)的在線實時檢測.專門設計的電容式傳感器可以感應十幾米以外的干燥罐中器身的微水分變化;其輸出信號經(jīng)放大、變換后,由微機處理數(shù)據(jù)并顯示水含量.同時給出了傳感器的工作原理、結構形式,以及相關軟硬件組成.

絕緣紙板微水分介電測量系統(tǒng)中,電容式傳感器電極與被測絕緣紙板的接觸狀態(tài)與接觸壓力會影響測量結果。利用平板電容式傳感器對絕緣紙板的介電參數(shù)受壓力影響的問題進行了測量研究。試驗證明壓力對介電響應測量結果的影響,并分析了原因。

由于變壓器絕緣紙板中的微水分影響其介電特性,用介電測量方法可以得出紙板內的微水分分布。為此,開發(fā)了一種16個邊緣場電容測量單元的陣列式微水分傳感器,通過輪流使用各測量單元可獲得被測紙板縱向分布的對應復介電系數(shù),進而轉換為各處的水分質量分數(shù),由該傳感器構成的測量系統(tǒng)可以用于紙板干燥過程中在線監(jiān)測紙板的水分分布變化,其使用效果得到試驗證實。介紹了該傳感器的原理、結構及測量系統(tǒng)的構成。

介紹一種測量深度較大的電容式微水份傳感器,它利用同一平面上兩平行浮動電極形成的邊緣電場感應被測紙板較深處的水份變化,在低頻正弦驅動源的作用下,從由傳感器和絕緣紙板構成的等效阻容耦合電路的輸出電壓中得到與絕緣紙板微水份有關的幅值和相差角,利用特定的函數(shù)關系得出絕緣紙板含水質量分數(shù)。在結構設計上充分考慮了厚絕緣紙板微水份測量的特點,使該傳感器滿足了靈敏度高、測量深度大、性能穩(wěn)定和安裝方便的設計要求。由它構成的微水份測量系統(tǒng),可以用于現(xiàn)場干燥過程中的變壓器絕緣紙板微水份檢測。

變壓器絕緣紙板絕緣材料中含有過高的水分,會加速變壓器的老化,還會帶來絕緣性能下降等危害,因此測試變壓器絕緣紙的水含量十分必要。本文主要介紹一種綜合采用極化—去極化電流和頻域(變頻)分析對變壓器進行含量水量測試的方法,并列舉現(xiàn)場應用實例,應用結果證明該方法的實用性。

世界最大絕緣紙板項目落戶遼寧鞍山

變壓器絕緣紙板微水分介電測量系統(tǒng)中,電容式傳感器電極與被測絕緣紙板的接觸狀態(tài)及接觸壓力會影響測量結果。針對這個問題,以絕緣紙板為被測對象,用平板式電容傳感器測量壓力對其介電參數(shù)的影響。并利用ansys軟件對施壓前后的電路變化進行分析,得出了壓力對介電響應測量結果的影響。

2011年10月15日，中國電力企業(yè)聯(lián)合會在遼寧省鞍山市組織召開了鞍山順電超高壓絕緣材料有限公司開發(fā)研制的“電工用絕緣紙板”技術鑒定會。此次鑒定會的鑒定委員會主任由沈陽工業(yè)大學教授、中國工程院院士朱英浩擔任．副主任由沈陽變壓器研究院變壓器研究專家郭振巖、國網(wǎng)公司武漢高壓研究院高壓試驗專家付錫年和機械工業(yè)電工絕緣材料監(jiān)督檢測中心絕緣材料檢測專家李學敏擔任。