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1、毕业设计(论文)外文资料翻译题 目: 电弧对变压器油中溶解气体成分的影响 院系名称： 电气工程学院 专业班级：电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 起止日期： 地 点: 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日附件1：外文资料翻译译文电弧对变压器油中溶解气体成分的影响SUWARNO万隆科技学院 电气工程和信息学院摘要：在电力系统中，变压器转换电压等级的方面发挥了重要作用。电力变压器的一个重要组成部分是绝缘。一般来说，固体和液体绝缘被广泛使用。在以高电场为特征的电力变压器操作过程中，电弧可能发生的一个薄弱点。电弧可能会降低变压
2、器油以及固体绝缘材料的绝缘性。它可以提高的变压器油中溶解气体量。最近，变压器油中溶解的气体的分析成为检测变压器状态的一个重要方法。本文报道的是实验状态下电弧对变压器油中溶解气体的影响。样品中包括不同系列的变压器油。在试验中使用多针平面电极产生电弧。在交流电的作用下，样品接受电弧的冲击。电弧受到分离的电极和电弧限制器的控制。实验结果表明，电弧的作用使得变压器油中可燃气体的浓度增加了，如氢气，乙烷，乙烯和乙炔。我们使用关键气体，罗杰的比率和杜瓦尔三角等方法对相关气体进行分析。实验结果表明，上述方法都得到了相似的结论。同时，油中溶解气体分析还表明，过热是由于严重的电弧作用引起的。关键字：油中溶解气体
3、分析；变压器油；电弧；可燃气体分析法；主要气体分析法；罗杰比例法；杜瓦尔三角。1 引言在电力系统中，最为重要的装置是变压器。一般来说，以绝缘纸形式为特点的固体绝缘用来包裹变压器的线圈。同时，也经常使用变压器油作为液体绝缘。在变压器的运行过程中，可能会有气体溶解在液体介质中。油中溶解气体产生的原因在于变压器的故障运行状态，例如电弧放电，电晕放电（低能量电弧），变压器油过热，绝缘纸的过热导致的纤维素分解等等。分析变压器油中溶解的气体可以对变压器处于何种故障状态进行判断。同时，这些处于溶解状态的可燃气体同样也十分危险， 因为它们会导致变压器的燃烧甚至爆炸。这些可燃气体中最经常出现的有氢气，乙烷，乙烯
4、和乙炔。变压器油受热分解是这些气体产生的原因。电弧放电是变压器中经常出现的故障，同时也是油中气体产生的一个重要的原因。本文探讨基于电弧作用下对变压器油中溶解气体的影响。在这篇文章中，将讨论几种分析有中溶解气体的方法。这些方法包括总可燃气体法，关键气体法，罗杰比例法，大卫三角形法。其中的任何一种方法都是用来验证通过对变压器油中溶解气体的分析来判断变压器故障运行状态的有效性。2 试验 2.1 样品用于试验的变压器油样品主要来源于两种商业用油M,C。变压器油被广泛的使用在在印度尼西亚的电力系统中。上述的两种样品各处在10中不同的试验状态下。因此，在试验中一共有20个样品。样品及其试验状态见表1.表1
5、 样品及其处理方式油品 样品 处理方式电弧产生电压（KV）电弧作用时间(min) MM000M1125M21210M31215M4205M52010M62015M7245M82410M92415 CC000C1125C21210C31215C4205C52010C62015C7245C82410C924152.2 电极布置本实验使用钢制六平行针头作为电弧产生的电极。针状电极的针头曲率半径为3um。针状电极与平板电极间的距离分别为1，2，3mm，用来检测不同状况下电弧的能量变化。每一个样品都由交流电作用，在针状电极产生的电弧下进行测试。一系列的电阻用来限制电路中通过的电流。电极设置与实验电路如图
6、1所示。图1 试验中电弧产生电路外加电压为12，20，24千伏。每个样品上面的电弧作用时间都为5，10，15分钟。2.3溶解气体分析本实验使用惠普6890与 7649自动液体监测仪作为可燃气体的色谱分析仪。变压器油溶解气体分析采用总可燃气体分析法，罗杰比例法，大卫三角形法及关键气体法。3 试验结果及其分析 3.1 基于电弧电压的气体产生量单位：ppm图2 电压与可燃气体产生量之间的关系 （a）样品M（b）样品C图2显示了油样品中所产生的可燃气体量与外加电压的关系。高电压能够产生大的电弧。相关数据指出，乙炔是所有变压器油样品中受电弧影响而产生的最多的可燃性气体。相关数据也指出，可燃气体的产生量几
7、乎与电压增加成正比（确切说是与电压的二次方成正比）。从此可知，油中可燃气体的产生来源于电弧能量。而电弧的产生来源于电压中的能量。图3显示了总可燃气体的产生量与电弧电压的关系。与单种气体相类似，总可燃气体量与电压同样不成线形关系。图3 总可燃气体量与电弧电压的关系3.2 基于电弧作用而产生可燃气体的影响图4 20KV电弧作用时间与可燃气体产生量的关系 （a）M样品（b）C样品图4显示了样品M与样品C中的溶解的可燃气体量与电弧作用时间的关系。图中显示了可燃气体的增长量与电弧的作用时间基本上呈线性的关系。相似的趋势同同样显示了总可燃气体量与电弧作用时间的关系，并如图5所示。图5 20KV时总可燃气体
8、量与电弧作用时间的关系3.3使用总可燃气体法分析溶解气体总可燃气体分析法是一种用来预测变压器运行状态的方法。这种方法是基于IEEE C57一104-1991和ASTM D-3612标准。每种样品的分析结果如表2所示。表2 使用总可燃气体分析的结果样品条件样品条件M01C01M13C13M23C23M33C33M44C44M54C54M64C64M74C74M84C84M94C94表2中显示在本实验中电弧产生的大量气体。各油样品的条件从条件1转换到条件3与4，中间不包含条件2。3.4用关键气体法来解释这种用来分析变压器油中溶解的气体的的成份，并用其对相应的关键气体进行比较，从而来预测变压器的运行
9、状态，这已成为IEEE C57.104的方法。M与C样本中的溶解气体如图6所示。表3显示了使用变压器油溶解气体分析法分析过的结果。从表3中可知，M0组和C0组处于正常状态。样品M1-6中显示了电弧与关键气体C2H2的关系。然而，在样品M7-M9上加的电压增长到24KV时，主要的关键气体成为C2H4。这一结果表明，高压电弧释放了大量的能量，使得附近的油温大幅升高。这一结果同样适用于样品C系列。图6 样品中M与C气体的组成成分表3 使用关键气体分析法的分析结果样品关键气体分析结果M0-正常M1-M6C2H2电弧放电M7-M9C2H4变压器油过热C0-正常C1-C6C2H2电弧放电C7-C9C2H4
10、变压器油过热3.5用罗杰比例进行分析溶解气体罗杰比例法是对这些油样品进行分析的主要方法。使用这个方法对油品进行分析的工作已经完成。分析诊断结果如表4所示。表中的C0和M0处于正常状态。M1-6被诊断为持续电弧放电，M7-M9被诊断为过热。C样品有类似的结果。上述结果表明，持续的大电弧放电是导致变压器油过热的主要原因。表4 使用罗杰比例法的分析结果样品罗杰比例分析结果R1R4R5R2M00-正常M1-M60-11电弧或低能量放电M7-M90-10变压器油过热C00-正常C1-C60-11电弧或低能量放电C7-C90-10变压器油过热3.6使用大卫三角形来分析溶解气体大卫三角形法主要使用三种关键气
11、体来分析变压器油的状态。它们分别是甲烷，乙烯及乙炔。通过使用这三种气体的组成的变化，可以对变压器油进行分析。具体的分析过程见图7如果坐标定位在PD区，则说明存在局部放电的故障。T1去表明了在300与700之间的过热故障，同时，T3区表明了超过700度的过热故障。D1区显示出低能量放电（火花）而D2是高能量放电（电弧） 。 DT区是一个混合区，里面同时包含着放电与过热的故障。图7 大卫三角形表5 使用大卫三角形法分析的结果样品区域分析结果M0-正常M1-M6D1低能量放电（电火花）M7-M9T3高温过热（大于700）N0-正常C0-正常C7-C8D1低能量放电（电火花）C9T3高温过热（大于700）表5显示。M0C0处于正常状态， M1-6被诊断为持续低能量电火花放电，M7-M9被诊断为过热。M9被诊断为超过700的严重过热。样品C也能得到类似的结果。上述结论表明，大卫三角法能够取得同另外两种方法相同的分析结果。4 结论从上述实验结果中可以得到以下的结论：1电弧能够极大地影响变压器油中的溶解气体2气体的增长率与上面所加的电压呈非线性关系（与电压的二次方与线性关系）但与电弧的生长速度呈线性关系3大电弧既可以导致产生气体，也可以导致过热4相似的诊断结果表明， 可燃气体法，关键气体法，罗杰比例法，大卫三角形法具有同等有效的作用。附件2：外文原文（复印件）
