《電力變壓器+第14部分：采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器GBT+1094.14-2022》詳細解讀

《電力變壓器第14部分：采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器GB/T1094.14-2022》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語和定義4絕緣系統(tǒng)5溫升限值6部件和材料7設計時的特殊考慮8需要的信息contents目錄9銘牌及補充信息10試驗11監(jiān)視、診斷和維護附錄A(資料性)絕緣材料附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素附錄D(規(guī)范性)絕緣系統(tǒng)代碼編制參考文獻011范圍1范圍適用對象本標準適用于工作溫度高于常規(guī)限值且采用高溫絕緣材料或高溫絕緣材料與常規(guī)絕緣材料相組合的液浸式電力變壓器。包括但不限于符合GB/T1094.1標準的電力變壓器、符合GB/T18494系列標準的變流變壓器、風力發(fā)電用變壓器（GB/T1094.16）、電弧爐變壓器以及符合GB/T1094.6的電抗器。技術內容涵蓋本標準詳細規(guī)定了采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器的術語和定義、絕緣系統(tǒng)要求、溫升限值、部件和材料選擇、設計時的特殊考慮因素、所需信息提供、銘牌及補充信息、試驗方法、監(jiān)視、診斷及維護等全方位的技術和管理要求。標準目的旨在通過明確的技術規(guī)范，確保高溫絕緣材料液浸式電力變壓器在設計、制造、使用和維護過程中的安全、可靠、高效及環(huán)保，滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對電力變壓器性能不斷提升的需求。022規(guī)范性引用文件2規(guī)范性引用文件GB/T1094.2電力變壓器第2部分液浸式變壓器的溫升。此標準詳細規(guī)定了液浸式變壓器在正常運行條件下的溫升限值及試驗方法，確保變壓器在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。GB/T1094.5電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則。該標準規(guī)定了變壓器和電抗器在雷電沖擊和操作沖擊條件下的試驗方法和要求，以保障設備在極端電氣條件下的安全性和可靠性。GB/T1094.1電力變壓器第1部分總則。該標準提供了電力變壓器的基本定義、分類、額定值、標志、端子及一般要求，為GB/T1094.14-2022提供了基礎性的指導和規(guī)范框架。0302012規(guī)范性引用文件GB/T1094.16電力變壓器第16部分風力發(fā)電用變壓器。此標準專為風力發(fā)電用變壓器設計，提供了針對特定應用環(huán)境的性能要求、試驗方法等，為采用高溫絕緣材料的液浸式變壓器在風力發(fā)電領域的應用提供了參考。GB2536電工流體變壓器和開關用的未使用過的礦物絕緣油。該標準規(guī)定了變壓器用礦物絕緣油的技術要求和試驗方法，確保絕緣油的質量滿足變壓器運行的需求。GB/T18494.1、GB/T18494.2電力變壓器和電源裝置用的冷卻系統(tǒng)。這一系列標準詳細規(guī)定了電力變壓器冷卻系統(tǒng)的設計、制造、安裝、試驗及維護要求，對于采用高溫絕緣材料的液浸式變壓器而言，冷卻系統(tǒng)的性能直接關系到變壓器的運行效率和壽命。033術語和定義高溫絕緣材料指能夠在較高溫度下保持其電氣和機械性能穩(wěn)定的絕緣材料，如高溫合成紙、聚酰亞胺薄膜等。這些材料在電力變壓器中用于提高繞組和絕緣系統(tǒng)的耐熱等級，從而允許變壓器在更高的溫度下運行，提高效率和可靠性。液浸式電力變壓器指采用絕緣油作為冷卻和絕緣介質的電力變壓器。絕緣油不僅起到絕緣作用，還能通過循環(huán)帶走變壓器運行產生的熱量，保持其正常運行溫度。液浸式電力變壓器廣泛應用于電網、工業(yè)、交通等領域，是電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。3術語和定義3術語和定義耐熱等級指絕緣材料在特定條件下所能承受的最高溫度，通常以絕緣材料在特定時間（如長期運行）內保持其電氣和機械性能穩(wěn)定的最高溫度來衡量。不同的絕緣材料具有不同的耐熱等級，高溫絕緣材料通常具有較高的耐熱等級，適用于對溫度要求較高的電力變壓器。電氣間隙與爬電距離電氣間隙指兩個導電部件之間最短空氣距離，而爬電距離則是指沿絕緣材料表面測量的兩個導電部件之間最短路徑長度。這兩個參數(shù)對于確保電力變壓器在運行過程中不發(fā)生電氣擊穿至關重要，高溫絕緣材料的采用可能對電氣間隙和爬電距離的要求產生影響。044絕緣系統(tǒng)絕緣材料的選擇采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器，其核心在于絕緣材料的選擇。這些材料需具備優(yōu)異的耐熱性能，以承受變壓器在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。常見的高溫絕緣材料包括聚酰亞胺薄膜、芳綸紙、高溫漆包線等，這些材料在高溫下仍能保持較好的電氣性能和機械強度。絕緣結構設計絕緣系統(tǒng)的結構設計直接關系到變壓器的運行安全和效率。新標準可能對絕緣結構的厚度、層數(shù)、排列方式等方面進行了優(yōu)化，以確保絕緣系統(tǒng)既能滿足電氣強度要求，又能有效控制溫升，提高變壓器的整體性能。4絕緣系統(tǒng)絕緣老化評估絕緣材料在長期使用過程中會逐漸老化，影響變壓器的絕緣性能。新標準可能引入了更先進的絕緣老化評估方法，如通過加速老化試驗模擬長期運行條件下的絕緣材料老化過程，以評估其使用壽命和性能穩(wěn)定性。環(huán)保要求隨著環(huán)保意識的提高，新標準可能對絕緣材料的環(huán)保性能提出了更高要求。例如，限制使用對環(huán)境有害的物質，鼓勵使用可回收或生物降解的絕緣材料，以減少對環(huán)境的污染。同時，還可能加強對絕緣油的選擇和管理，確保其符合環(huán)保要求。4絕緣系統(tǒng)“055溫升限值5溫升限值溫升限值定義與重要性溫升限值是指電力變壓器在額定運行條件下，其各部位溫度允許升高的最大值。這一限值對于保證變壓器的穩(wěn)定運行、延長使用壽命以及防止絕緣老化具有重要意義。溫升限值的計算方法溫升限值的計算涉及變壓器設計、材料性能、散熱條件等多個因素。通常，通過理論計算和實驗驗證相結合的方法，確定變壓器在特定工況下的溫升限值。高溫絕緣材料對溫升限值的影響采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器，其溫升限值可能因材料性能的提升而有所放寬。高溫絕緣材料具有更好的耐熱性能，能夠在較高溫度下保持穩(wěn)定的絕緣性能，從而為變壓器提供更大的安全裕度。溫升限值的測試與驗證為了確保變壓器在實際運行中的溫升不超過限值，需要進行嚴格的測試和驗證。這包括在模擬工況下的溫升試驗、長期運行監(jiān)測以及定期維護檢查等措施。通過這些措施，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理溫升異常問題，確保變壓器的安全運行。5溫升限值066部件和材料6部件和材料絕緣材料選擇標準詳細規(guī)定了采用高溫絕緣材料的種類、性能要求及測試方法。絕緣材料需具備優(yōu)異的耐熱性、機械強度、電氣性能及耐老化特性，如高溫絕緣紙、合成酯絕緣油等。這些材料的選擇需滿足變壓器在高溫環(huán)境下的長期穩(wěn)定運行需求。金屬材料應用變壓器中的導電材料（如銅、鋁）和結構材料（如鋼）需具備高強度、耐腐蝕性及良好的熱傳導性。標準中對這些材料的使用規(guī)范、加工要求及連接方式進行了明確規(guī)定，以確保變壓器的結構完整性和電氣性能。絕緣結構設計絕緣結構設計需考慮電場分布、溫升控制及機械強度等因素。采用高溫絕緣材料的變壓器，其絕緣結構需進行特殊設計，如增加絕緣層厚度、采用特殊形狀的絕緣件等，以提高絕緣系統(tǒng)的可靠性和耐久性。冷卻系統(tǒng)配置標準中對變壓器的冷卻系統(tǒng)配置提出了要求，包括冷卻方式（如油浸自冷、強迫油循環(huán)等）、冷卻器選型及布置等。冷卻系統(tǒng)需具備高效散熱能力，以確保變壓器在高溫環(huán)境下仍能維持較低的溫升水平。同時，冷卻系統(tǒng)還需具備良好的密封性和可靠性，以防止絕緣油滲漏和外界雜質侵入。6部件和材料077設計時的特殊考慮7設計時的特殊考慮高溫絕緣材料的選擇與應用設計時需充分考慮高溫絕緣材料的特性，如耐溫等級、電氣性能、機械強度等，確保所選材料滿足變壓器在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行需求。同時，需合理設計絕緣結構，優(yōu)化絕緣材料的使用方式，以提高絕緣系統(tǒng)的整體性能。冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化針對高溫絕緣材料的應用，需對變壓器的冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，以提高散熱效率，降低變壓器運行時的溫升。這可能包括采用更高效的散熱器、優(yōu)化冷卻油道布局、增強油循環(huán)效率等措施。電氣間隙與爬電距離的設計考慮到高溫環(huán)境可能對電氣間隙和爬電距離產生影響，設計時需嚴格按照標準要求，確保電氣間隙和爬電距離滿足安全要求。同時，需采取適當?shù)姆雷o措施，如增加絕緣屏障、優(yōu)化電場分布等，以提高電氣性能。長期運行可靠性的保障設計時需充分考慮變壓器在高溫環(huán)境下的長期運行可靠性問題，如材料老化、絕緣系統(tǒng)失效等問題。需通過合理的選材、設計裕量、加強監(jiān)測與診斷等措施，確保變壓器在高溫環(huán)境下仍能長期穩(wěn)定運行。同時，需制定詳細的維護計劃，定期對變壓器進行檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。7設計時的特殊考慮088需要的信息8需要的信息絕緣材料特性詳細列出所采用的高溫絕緣材料的類型、耐熱等級、電氣性能、機械性能等關鍵指標，以確保材料的選擇符合變壓器的運行需求和安全標準。設計特殊考慮針對采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器，在設計過程中需要特別考慮的因素，如絕緣結構設計、熱管理策略、冷卻系統(tǒng)配置等，以確保變壓器在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。變壓器基本信息包括變壓器的型號、額定容量、額定電壓、額定電流、頻率等基本參數(shù)，這些信息對于變壓器的設計和運行至關重要。030201試驗與認證數(shù)據包括變壓器的各種試驗數(shù)據，如絕緣試驗、溫升試驗、負載試驗等，以及相應的認證證書和報告。這些數(shù)據是評估變壓器性能和質量的重要依據。8需要的信息運行與維護指南提供變壓器的運行條件限制、日常維護要求、故障診斷與處理方法等實用信息，幫助用戶正確、安全地使用變壓器。安全與環(huán)境要求明確變壓器在使用過程中需要遵守的安全規(guī)定和環(huán)保要求，包括電氣安全、防火安全、有害物質限制等方面，以確保變壓器的使用不會對人員和環(huán)境造成危害。備品備件清單列出變壓器可能需要的備品備件清單，以便在需要時能夠及時更換，確保變壓器的持續(xù)穩(wěn)定運行。技術文檔與資料包括變壓器的設計圖紙、使用說明書、維護手冊等技術文檔和資料，供用戶和維護人員參考和使用。8需要的信息099銘牌及補充信息9銘牌及補充信息銘牌內容要求銘牌應清晰、耐久地標示電力變壓器的基本信息，包括但不限于制造商名稱、型號、額定容量、額定電壓、額定電流、冷卻方式、絕緣等級、生產日期等。這些信息對于變壓器的識別、安裝、使用和維護至關重要。補充信息提供除了銘牌上的基本信息外，制造商還應提供必要的補充信息，如變壓器的設計特點、使用條件限制、特殊運行要求、維護指南等。這些信息有助于用戶更好地了解變壓器的性能和使用要求，確保變壓器的安全運行。信息準確性保證銘牌及補充信息必須準確無誤，制造商應對其真實性負責。任何誤導性信息都可能導致變壓器的錯誤使用或損壞，甚至引發(fā)安全事故。因此，制造商應嚴格遵守相關標準和規(guī)定，確保提供的信息準確無誤。信息更新與維護隨著技術的不斷發(fā)展和標準的不斷更新，銘牌及補充信息也可能需要進行相應的更新和維護。制造商應定期審查這些信息，確保其與當前的技術標準和安全要求保持一致。同時，對于用戶提出的信息查詢或更正請求，制造商也應及時響應并處理。9銘牌及補充信息1010試驗10試驗溫升試驗：通過模擬實際運行條件，對變壓器各部分進行溫升測量，確保其在額定負載下的溫升不超過規(guī)定限值，以保障設備的安全穩(wěn)定運行。局部放電檢測：利用局部放電檢測儀對變壓器內部絕緣進行局部放電測試，檢測并定位絕緣缺陷，預防因局部放電引起的絕緣老化或擊穿。絕緣電阻與介電強度試驗：測試變壓器繞組的絕緣電阻和介電強度，驗證其絕緣性能是否符合要求，確保設備在高電壓下的安全可靠性。老化特性評估：對高溫絕緣材料進行加速老化試驗，評估其在長期高溫環(huán)境下的性能穩(wěn)定性，為變壓器的設計和選材提供依據。同時，通過對比試驗驗證不同絕緣材料的性能差異，為變壓器的優(yōu)化設計提供參考。1111監(jiān)視、診斷和維護監(jiān)視系統(tǒng)要求：持續(xù)溫度監(jiān)測：安裝溫度傳感器，實時監(jiān)控變壓器油溫及繞組溫度，確保其在安全范圍內運行。油質分析：定期取樣分析變壓器油，檢測其絕緣強度、水分含量、酸值等關鍵指標，預防油質劣化。11監(jiān)視、診斷和維護氣體繼電器檢查確保氣體繼電器正常工作，及時捕捉變壓器內部故障產生的氣體，預防重大事故發(fā)生。11監(jiān)視、診斷和維護“診斷方法與技術：11監(jiān)視、診斷和維護局部放電檢測：采用超聲波、高頻電流或特高頻等局部放電檢測技術，定位并評估變壓器內部絕緣缺陷。紅外熱成像：利用紅外熱成像儀檢測變壓器外部熱點，輔助判斷內部故障隱患。11監(jiān)視、診斷和維護油色譜分析深入分析變壓器油中溶解氣體成分及含量，準確診斷變壓器內部故障類型及嚴重程度。維護策略與措施：11監(jiān)視、診斷和維護定期維護計劃：根據變壓器運行狀況及歷史故障記錄，制定科學合理的定期維護計劃，確保變壓器長期穩(wěn)定運行。絕緣系統(tǒng)評估：定期對變壓器絕緣系統(tǒng)進行評估，包括絕緣電阻、介質損耗因數(shù)等測試，及時發(fā)現(xiàn)并處理絕緣老化問題。清潔與檢查定期對變壓器進行外部清潔及內部檢查，清理積塵、油污等雜質，檢查緊固件是否松動、部件是否損壞。11監(jiān)視、診斷和維護“故障處理與應急響應：應急演練與培訓：定期組織應急演練與培訓活動，提高運行維護人員的應急響應能力及故障處理能力。應急預案制定：針對可能發(fā)生的各類故障制定詳細的應急預案，包括故障處理流程、人員分工、物資準備等。故障快速定位：建立故障快速定位機制，利用在線監(jiān)測系統(tǒng)及故障診斷技術迅速確定故障點及原因。11監(jiān)視、診斷和維護0102030412附錄A(資料性)絕緣材料絕緣材料類型：高溫絕緣紙：包括熱改性紙、芳綸紙等，這些材料具有更高的耐熱等級，能在較高溫度下保持穩(wěn)定的電氣和機械性能。附錄A(資料性)絕緣材料高溫絕緣漆和樹脂：用于浸漬和固化絕緣材料，提高絕緣系統(tǒng)的整體耐熱性和機械強度。高溫絕緣油如天然酯液體，相比傳統(tǒng)礦物油具有更高的閃點和燃點，減少火災風險，同時環(huán)保性能更佳。附錄A(資料性)絕緣材料絕緣材料性能要求：附錄A(資料性)絕緣材料耐熱等級：新標準可能提高了對絕緣材料耐熱等級的要求，確保在高溫環(huán)境下長期運行的穩(wěn)定性。電氣性能：包括絕緣電阻、介電強度等，需滿足更高的安全標準。機械性能包括抗拉強度、伸長率等，確保在變壓器運行過程中能承受各種機械應力。附錄A(資料性)絕緣材料絕緣材料老化特性：附錄A(資料性)絕緣材料老化機理：分析了高溫下絕緣材料的老化過程，包括熱氧老化、水解老化等，為材料選擇和變壓器設計提供依據。老化試驗：介紹了老化試驗的方法和標準，以評估絕緣材料在高溫環(huán)境下的使用壽命和穩(wěn)定性。絕緣系統(tǒng)設計：絕緣配合：考慮了不同絕緣材料之間的配合問題，確保整體絕緣系統(tǒng)的協(xié)調性和穩(wěn)定性。絕緣結構：根據高溫絕緣材料的特性，設計了合理的絕緣結構，確保變壓器的安全、可靠運行。絕緣監(jiān)測：提出了對絕緣系統(tǒng)進行監(jiān)測的方法和要求，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理絕緣故障。附錄A(資料性)絕緣材料13附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成氣泡生成與膨脹：高溫下，絕緣油或絕緣材料內部可能因水分蒸發(fā)、化學反應等產生氣泡，這些氣泡在電場作用下可能迅速膨脹，影響絕緣強度，甚至引發(fā)局部放電或擊穿。溫度快速上升的影響：材料性能劣化：隨著溫度的迅速升高，絕緣材料可能經歷熱老化，導致機械強度、電氣性能及熱穩(wěn)定性顯著下降。附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成010203熱應力分布不均溫度快速上升會導致變壓器內部各部件熱應力分布不均，可能引發(fā)結構變形、松動或損壞。附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成水分蒸發(fā)：絕緣材料中的水分在高溫下蒸發(fā)，形成水蒸氣氣泡。化學反應：絕緣材料在高溫環(huán)境下可能發(fā)生分解、交聯(lián)等化學反應，生成氣體產物。氣泡生成機制分析：附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成局部過熱由于設計缺陷、制造不良或運行維護不當，變壓器內部可能存在局部過熱點，加速氣泡生成。附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成010203氣泡生成對變壓器性能的影響：降低絕緣強度：氣泡的存在會顯著降低絕緣材料的介電常數(shù)和擊穿電壓，增加變壓器發(fā)生絕緣故障的風險。引發(fā)局部放電：氣泡在電場作用下可能成為局部放電的起始點，加速絕緣材料老化，形成惡性循環(huán)。噪音與振動氣泡的膨脹與收縮會產生噪音和振動，影響變壓器的正常運行和周圍環(huán)境。附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成氣泡生成的控制與預防措施：附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成優(yōu)化絕緣材料選擇：選用耐高溫、低水分含量、化學穩(wěn)定性好的絕緣材料。加強制造工藝控制：確保絕緣材料干燥處理徹底，避免制造過程中引入水分和雜質。提高運行維護水平定期檢查變壓器油位、油溫及絕緣狀況，及時發(fā)現(xiàn)并處理局部過熱等問題。引入氣泡監(jiān)測技術利用超聲波、紅外線等現(xiàn)代檢測技術監(jiān)測變壓器內部氣泡生成情況，為故障預警提供數(shù)據支持。附錄B(資料性)溫度的快速上升與氣泡生成14附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素生物降解性：酯類絕緣液體具有良好的生物降解性，符合環(huán)保要求，減少對自然環(huán)境的潛在污染。熱穩(wěn)定性：酯類絕緣液體在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出卓越的熱穩(wěn)定性，能有效延緩絕緣材料的老化過程，延長變壓器的使用壽命。酯類絕緣液體特性：010203電氣性能其電氣性能優(yōu)異，介電常數(shù)和介質損耗因數(shù)低，有助于提高變壓器的電氣效率和運行穩(wěn)定性。附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素“纖維素絕緣材料老化特性：熱老化影響：纖維素絕緣材料在高溫下會逐漸老化，表現(xiàn)為抗拉強度降低、聚合度下降等現(xiàn)象。新標準中可能包含對纖維素絕緣材料在不同溫度下老化特性的詳細研究數(shù)據。老化機理：纖維素絕緣材料的老化主要涉及熱氧化反應、水解反應等復雜過程，新標準可能深入探討了這些老化機理及其對絕緣性能的影響。附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素老化評估方法為了準確評估纖維素絕緣材料的老化狀態(tài)，新標準可能引入或更新了一系列老化評估方法，如抗拉強度測試、聚合度分析等。影響因素分析：分析了溫度、壓力、水分含量等因素對纖維素絕緣材料與酯類絕緣液體兼容性的影響，為變壓器的設計和維護提供參考。附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素纖維素絕緣材料與酯類絕緣液體的兼容性：兼容性測試：新標準可能包含對纖維素絕緣材料與酯類絕緣液體兼容性的測試數(shù)據和評估方法，確保兩者在共同使用時的穩(wěn)定性和可靠性。01020301纖維素絕緣材料的改進方向：附錄C(資料性)酯類絕緣液體和纖維素020304熱改性技術：介紹了通過熱改性技術提高纖維素絕緣材料耐熱等級的方法，包括熱改性紙等新型絕緣材料的研究進展。復合絕緣結構：探討了采用復合絕緣結構提高變壓器絕緣性能的可能性，如結合多種絕緣材料形成優(yōu)勢互補的復合絕緣體系。長壽命設計：基于纖維素絕緣材料的老化特性研究，提出了延長變壓器絕緣壽命的設計思路和維護策略。15附錄D(規(guī)范性)絕緣系統(tǒng)代碼編制絕緣系統(tǒng)代碼的重要性絕緣系統(tǒng)代碼編制是確保電力變壓器安全、可靠運行的關鍵環(huán)節(jié)。通過統(tǒng)一的代碼編制規(guī)范，可以明確絕緣材料的選擇、絕緣結構的設計及絕緣系統(tǒng)的性能要求，為變壓器的設計、制造、試驗和維護提供重要依據。絕緣系統(tǒng)代碼的編制原則絕緣系統(tǒng)代碼的編制應遵循科學性、規(guī)范性、實用性和前瞻性原則。代碼應準確反映絕緣系統(tǒng)的技術特征，便于國際交流和技術合作；同時，應適應電力變壓器技術的發(fā)展趨勢，為新型絕緣材料和絕緣結構的應用預留空間。附錄D(規(guī)范性)絕緣系統(tǒng)代碼編制附錄D(規(guī)范性)絕緣系統(tǒng)代碼編制絕緣系統(tǒng)代碼的結構與內容絕緣系統(tǒng)