变压器局部放电在线监测

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1、变压器局部放电在线监测一、综述局部放电是引起电力设备绝缘劣化的主要原因之一，每次放电，高能量电子或加速电子的冲击，特别是长期局部放电作用都会引起多种形式的物理效应和化学反应，如带电质点撞击气泡外壁时，就可能打断介质的化学键，破坏介质的分子结构，造成绝缘劣化，加速绝缘损坏过程。严重时有可能导致设备故障，甚至影响到电网的正常运行。在一个复杂的电工设备中，发生在不同部位的放电，对绝缘的破坏作用是不同的。对局部放电准确定位从而准确测定放电量、判断其对绝缘的危害对于电力设备维护、改进产品设计与工艺等都具有

2、重要的意义。在各种电力设备中，变压器的结构和电磁环境尤为复杂，其局放监测问题显得更为突出，经过多年的发展，工程科研人员已提出了一些实用的方法。二、多端测量定位由于变压器任何部位的放电都会通过不同的耦合途径向各个部位传递，油箱上各个端子都能接收到它的信号，因而可以依次在各个端子对地注入脉冲电荷以模拟不同端子或部位的放电，此时其它端子也会有各自的响应。通过若干组模拟可以得到一校正矩阵。将每个端子实测的放电信号与之比较，它与哪一组校正结果相近即表明放电源与这一对校正端子相关。1、变电位多端测量采用不同

3、的试验接地和加压方式改变诸如变压器个别端子的电位、变压器相间和高低压间的电位差、线圈匝间的电位差，结合在各种接线方法下所得到的各线端实测数据变化规律，从而推断放电发生的部位。变电位多端测量原理简单，试验方便，在故障检测中起到了很大作用。改变电位、电位差的方法非常之多，要根据具体情况而定。下面给出三例变电位的方法：1)对称加压法图1对称加压电路图2实测结果U1（高压）端放电量为600pC,U2（低压）端放电量为1800pC。测得U1端放电量为200pC，U2端放电量为300pC。这时发现U2端放电

4、量大大减小，此时可判定局放位置发生在U2端。2）两相支撑一相法此方法主要用于判断局部放电部位是线圈对地还是在线圈内部。图3两相支撑一相法某变压器U1相试验，当施加电压为1.4Um时，U1端放电量为1000pC。将V1，W1相接地支撑U1相，U1端电压保持不变，此时结果局部放电量仍为1000pC。由此可判断局部放电存在于U1相出线端的可能性较大。3)一相支撑两相法图4一相支撑两相法测得V1相局部放电量为2000pC，同时测得W1相局部放电量为3000pC。此时V1=0.5Um，UW1=0.25Um

5、，V1-W1=0.75Um。经分析怀疑局部放电源存在于V1，W1相之间，故采取如图4的接线方式，此时发现V1-W1=0,V1=W1=0.8Um，V1，W1相放电量均小于100pC。试验证实了局部放电源与V1，W1端头电位无关,而与V1，W1之间电位差有关。检查V1，W1相间,发现W1相围屏上黏附有金属微粒，清除后，故障消失。变电位多端测量原理简单，试验方便,在故障检测中起到了很大作用。在试验过程中，用好该方法的关键在于：1)改变某端子电位往往有多种方法，应视试品的内部绝缘结构，选择一种“副作用”

6、较小的方式；2)应评价由于加压或接线方式改变而造成的其它相关电位的改变,不可轻易下定论。可能的情况下,应采取不同的方式进行验证或排除；3)变电位的方法很多,不可拘泥,其运用的灵活程度取决于实践经验。2、多端测量－多端校正变压器内部任何一个部位放电，都会向变压器的所有外部接线的测量端子传送信号，而这些信号在各个测量端子上所显示出的波形都有其独特的波形特征和不同的幅值。如果将校正脉冲依次添加到某两个端子之间，则校正脉冲同时向各个测量端子传送，在各个测量端子上测出其校正电荷量和观察其波形，并将各端子上

7、的校正电荷值依次作出比值。若放电的比值序列与校正时某个比值序列相似而波形也相似，则可认为放电点在相应的校正端子的邻近部位上。图5多端测量－多端校正3、脉冲极性鉴定法变压器内部发生局放时在各个检测阻抗上发现的脉冲波都有一定的极性，根据这些脉冲的特征来确定局放发生的位置的方法就是脉冲极性鉴定法。该方法应用较多，而且直观方便。图6为脉冲极性法的原理和应用。图中：E为假设的放电源。ZD为测量阻抗；图6(a)为高压和低压绕组之间发生局部放电时测得的脉冲极性．即低压阻抗．高压绕组阻抗测得的极性相同．而高低压

8、绕组测得的极性相反：图6(b)为高压绕组中发生局部放电时测得的脉冲极性；图6(c)为高压绕组和地之间发生局部放电时测得的脉冲极性。将实测脉冲与校对脉冲对比，可以大体上确定放电发生的部位。图6脉冲极性法测试原理图三、超声波检测法超声波检测定位法是大型电力变压器局部放电定位的主要方法。变压器中局部放电故障的产生和发展将伴随着声发射现象，放电源也就是声发射源。根据声测原理对变压器的内部放电予以定位时，可将若干个超声探头放置在变压器箱壳上相分离的几点上，组成声测阵列，测定出由声源到各探头的直接波传播时间