外文翻譯----電弧對(duì)變壓器油中溶解氣體成分的影響

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯</p><p>　　題 目: 電弧對(duì)變壓器油中溶解氣體成分的影響 </p><p>　　院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 教師職稱： </p><p>　　起止日期： 地 點(diǎn): </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p><p>　　附件1：外文資料翻譯譯文&l

3、t;/p><p>　　電弧對(duì)變壓器油中溶解氣體成分的影響</p><p><b>　　SUWARNO</b></p><p>　　萬(wàn)隆科技學(xué)院 電氣工程和信息學(xué)院</p><p>　　摘要：在電力系統(tǒng)中，變壓器轉(zhuǎn)換電壓等級(jí)的方面發(fā)揮了重要作用。電力變壓器的一個(gè)重要組成部分是絕緣。一般來說，固體和液體絕緣被廣泛使用。在以高電場(chǎng)

4、為特征的電力變壓器操作過程中，電弧可能發(fā)生的一個(gè)薄弱點(diǎn)。電弧可能會(huì)降低變壓器油以及固體絕緣材料的絕緣性。它可以提高的變壓器油中溶解氣體量。最近，變壓器油中溶解的氣體的分析成為檢測(cè)變壓器狀態(tài)的一個(gè)重要方法。本文報(bào)道的是實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下電弧對(duì)變壓器油中溶解氣體的影響。樣品中包括不同系列的變壓器油。在試驗(yàn)中使用多針平面電極產(chǎn)生電弧。在交流電的作用下，樣品接受電弧的沖擊。電弧受到分離的電極和電弧限制器的控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電弧的作用使得變壓器油中可燃

5、氣體的濃度增加了，如氫氣，乙烷，乙烯和乙炔。我們使用關(guān)鍵氣體，羅杰的比率和杜瓦爾三角等方法對(duì)相關(guān)氣體進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述方法都得到了相似的結(jié)論。同時(shí)，油中溶解氣體分析還表明，過熱是由于嚴(yán)重的電弧作用引起的。</p><p>　　關(guān)鍵字：油中溶解氣體分析；變壓器油；電弧；可燃?xì)怏w分析法；主要?dú)怏w分析法；羅杰比例法；杜瓦爾三角。</p><p><b>　　1 引言</

6、b></p><p>　　在電力系統(tǒng)中，最為重要的裝置是變壓器。一般來說，以絕緣紙形式為特點(diǎn)的固體絕緣用來包裹變壓器的線圈。同時(shí)，也經(jīng)常使用變壓器油作為液體絕緣。在變壓器的運(yùn)行過程中，可能會(huì)有氣體溶解在液體介質(zhì)中。油中溶解氣體產(chǎn)生的原因在于變壓器的故障運(yùn)行狀態(tài)，例如電弧放電，電暈放電（低能量電?。儔浩饔瓦^熱，絕緣紙的過熱導(dǎo)致的纖維素分解等等。分析變壓器油中溶解的氣體可以對(duì)變壓器處于何種故障狀態(tài)進(jìn)行判斷。

7、同時(shí)，這些處于溶解狀態(tài)的可燃?xì)怏w同樣也十分危險(xiǎn)， 因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致變壓器的燃燒甚至爆炸。這些可燃?xì)怏w中最經(jīng)常出現(xiàn)的有氫氣，乙烷，乙烯和乙炔。變壓器油受熱分解是這些氣體產(chǎn)生的原因。</p><p>　　電弧放電是變壓器中經(jīng)常出現(xiàn)的故障，同時(shí)也是油中氣體產(chǎn)生的一個(gè)重要的原因。本文探討基于電弧作用下對(duì)變壓器油中溶解氣體的影響。</p><p>　　在這篇文章中，將討論幾種分析有中溶解氣體的方法。這

8、些方法包括總可燃?xì)怏w法，關(guān)鍵氣體法，羅杰比例法，大衛(wèi)三角形法。其中的任何一種方法都是用來驗(yàn)證通過對(duì)變壓器油中溶解氣體的分析來判斷變壓器故障運(yùn)行狀態(tài)的有效性。</p><p><b>　　2 試驗(yàn)</b></p><p><b>　　2.1 樣品</b></p><p>　　用于試驗(yàn)的變壓器油樣品主要來源于兩種商業(yè)用油M,C

9、。變壓器油被廣泛的使用在在印度尼西亞的電力系統(tǒng)中。上述的兩種樣品各處在10中不同的試驗(yàn)狀態(tài)下。因此，在試驗(yàn)中一共有20個(gè)樣品。樣品及其試驗(yàn)狀態(tài)見表1.</p><p>　　表1 樣品及其處理方式</p><p><b>　　2.2 電極布置</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)使用鋼制六平行針頭作為電弧產(chǎn)生的電極。針狀電極的針頭曲率半徑為3um

10、。針狀電極與平板電極間的距離分別為1，2，3mm，用來檢測(cè)不同狀況下電弧的能量變化。每一個(gè)樣品都由交流電作用，在針狀電極產(chǎn)生的電弧下進(jìn)行測(cè)試。一系列的電阻用來限制電路中通過的電流。電極設(shè)置與實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。</p><p>　　圖1 試驗(yàn)中電弧產(chǎn)生電路</p><p>　　外加電壓為12，20，24千伏。每個(gè)樣品上面的電弧作用時(shí)間都為5，10，15分鐘。</p><

11、p><b>　　2.3溶解氣體分析</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)使用惠普6890與 7649自動(dòng)液體監(jiān)測(cè)儀作為可燃?xì)怏w的色譜分析儀。變壓器油溶解氣體分析采用總可燃?xì)怏w分析法，羅杰比例法，大衛(wèi)三角形法及關(guān)鍵氣體法。</p><p>　　3 試驗(yàn)結(jié)果及其分析</p><p>　　3.1 基于電弧電壓的氣體產(chǎn)生量</p>&

12、lt;p><b>　　單位：ppm</b></p><p>　　圖2 電壓與可燃?xì)怏w產(chǎn)生量之間的關(guān)系 （a）樣品M（b）樣品C</p><p>　　圖2顯示了油樣品中所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w量與外加電壓的關(guān)系。高電壓能夠產(chǎn)生大的電弧。相關(guān)數(shù)據(jù)指出，乙炔是所有變壓器油樣品中受電弧影響而產(chǎn)生的最多的可燃性氣體。相關(guān)數(shù)據(jù)也指出，可燃?xì)怏w的產(chǎn)生量幾乎與電壓增加成正比（確切說是與

13、電壓的二次方成正比）。從此可知，油中可燃?xì)怏w的產(chǎn)生來源于電弧能量。而電弧的產(chǎn)生來源于電壓中的能量。</p><p>　　圖3顯示了總可燃?xì)怏w的產(chǎn)生量與電弧電壓的關(guān)系。與單種氣體相類似，總可燃?xì)怏w量與電壓同樣不成線形關(guān)系。</p><p>　　圖3 總可燃?xì)怏w量與電弧電壓的關(guān)系</p><p>　　3.2 基于電弧作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的影響</p><

14、;p>　　圖4 20KV電弧作用時(shí)間與可燃?xì)怏w產(chǎn)生量的關(guān)系 （a）M樣品（b）C樣品</p><p>　　圖4顯示了樣品M與樣品C中的溶解的可燃?xì)怏w量與電弧作用時(shí)間的關(guān)系。圖中顯示了可燃?xì)怏w的增長(zhǎng)量與電弧的作用時(shí)間基本上呈線性的關(guān)系。相似的趨勢(shì)同同樣顯示了總可燃?xì)怏w量與電弧作用時(shí)間的關(guān)系，并如圖5所示。</p><p>　　圖5 20KV時(shí)總可燃?xì)怏w量與電弧作用時(shí)間的關(guān)系</p

15、><p>　　3.3使用總可燃?xì)怏w法分析溶解氣體</p><p>　　總可燃?xì)怏w分析法是一種用來預(yù)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的方法。這種方法是基于IEEE C57一104-1991和ASTM D-3612標(biāo)準(zhǔn)。每種樣品的分析結(jié)果如表2所示。</p><p>　　表2 使用總可燃?xì)怏w分析的結(jié)果</p><p>　　表2中顯示在本實(shí)驗(yàn)中電弧產(chǎn)生的大量氣體。各油

16、樣品的條件從條件1轉(zhuǎn)換到條件3與4，中間不包含條件2。</p><p>　　3.4用關(guān)鍵氣體法來解釋</p><p>　　這種用來分析變壓器油中溶解的氣體的的成份，并用其對(duì)相應(yīng)的關(guān)鍵氣體進(jìn)行比較，從而來預(yù)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，這已成為IEEE C57.104的方法。M與C樣本中的溶解氣體如圖6所示。表3顯示了使用變壓器油溶解氣體分析法分析過的結(jié)果。從表3中可知，M0組和C0組處于正常狀態(tài)。樣

17、品M1-6中顯示了電弧與關(guān)鍵氣體C2H2的關(guān)系。然而，在樣品M7-M9上加的電壓增長(zhǎng)到24KV時(shí)，主要的關(guān)鍵氣體成為C2H4。這一結(jié)果表明，高壓電弧釋放了大量的能量，使得附近的油溫大幅升高。這一結(jié)果同樣適用于樣品C系列。</p><p>　　圖6 樣品中M與C氣體的組成成分</p><p>　　表3 使用關(guān)鍵氣體分析法的分析結(jié)果</p><p>　　3.5用羅杰比例

18、進(jìn)行分析溶解氣體</p><p>　　羅杰比例法是對(duì)這些油樣品進(jìn)行分析的主要方法。使用這個(gè)方法對(duì)油品進(jìn)行分析的工作已經(jīng)完成。分析診斷結(jié)果如表4所示。表中的C0和M0處于正常狀態(tài)。M1-6被診斷為持續(xù)電弧放電，M7-M9被診斷為過熱。C樣品有類似的結(jié)果。上述結(jié)果表明，持續(xù)的大電弧放電是導(dǎo)致變壓器油過熱的主要原因。</p><p>　　表4 使用羅杰比例法的分析結(jié)果</p>&l

19、t;p>　　3.6使用大衛(wèi)三角形來分析溶解氣體</p><p>　　大衛(wèi)三角形法主要使用三種關(guān)鍵氣體來分析變壓器油的狀態(tài)。它們分別是甲烷，乙烯及乙炔。通過使用這三種氣體的組成的變化，可以對(duì)變壓器油進(jìn)行分析。具體的分析過程見圖7</p><p>　　如果坐標(biāo)定位在PD區(qū)，則說明存在局部放電的故障。T1去表明了在300與700之間的過熱故障，同時(shí)，T3區(qū)表明了超過700度的過熱故障。D1

20、區(qū)顯示出低能量放電（火花）而D2是高能量放電（電?。?。 DT區(qū)是一個(gè)混合區(qū)，</p><p>　　里面同時(shí)包含著放電與過熱的故障。</p><p><b>　　圖7 大衛(wèi)三角形</b></p><p>　　表5 使用大衛(wèi)三角形法分析的結(jié)果</p><p>　　表5顯示。M0C0處于正常狀態(tài)， M1-6被診斷為持續(xù)低能量

21、電火花放電，M7-M9被診斷為過熱。M9被診斷為超過700的嚴(yán)重過熱。樣品C也能得到類似的結(jié)果。上述結(jié)論表明，大衛(wèi)三角法能夠取得同另外兩種方法相同的分析結(jié)果。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得到以下的結(jié)論：</p><p>　　1．電弧能夠極大地影響變壓器油中的溶解氣體</p>

22、<p>　　2．氣體的增長(zhǎng)率與上面所加的電壓呈非線性關(guān)系（與電壓的二次方與線性關(guān)系）但與電弧的生長(zhǎng)速度呈線性關(guān)系</p><p>　　3．大電弧既可以導(dǎo)致產(chǎn)生氣體，也可以導(dǎo)致過熱</p><p>　　4．相似的診斷結(jié)果表明， 可燃?xì)怏w法，關(guān)鍵氣體法，羅杰比例法，大衛(wèi)三角形法具有同等有效的作用。</p><p>　　附件2：外文原文（復(fù)印件）</p