基于变压器局放模型的带电检测方法研究

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1、基于变压器局放模型的带电检测方法研究（国网宁夏电力公司中卫供电公司宁夏中卫755000）摘要：木文通过专门设计的变压器典型局部放电模型，构建变压器局部放电试验系统，在试验室内获取了大量局部放电样木数据，构造出变压器局部放电样木模式库，通过对不同局放类型进行特征提取，构建出放电模式识别样木库1.绪论电力变压器是电力系统中的关键设备之一，它承担着电压变换、电能分配和传输等功能，是输变电系统中最为关键的环节。变压器的正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，其健康水平和运行状况的好坏直接影响着整个电力系统的安全运行，变压器的故障不仅影响电力系统的输电能力，甚至可能造成电力系统的大规模停

2、电，给电力系统和国民经济带来重大损失。随着电力系统规模和变压器单台容量的不断增大，其故障对国民经济造成的损失也愈来愈大，因此努力提高变压器运行维护和技术管理水平，降低变压器故障的发生几率，是电力系统迫切需要解决的文。而各类变压器带电局放检测设备以其检测灵敏度高，缺陷定位及类型判断精准、现场容易应用等特点获得广泛的应用，侶是由于监测/检测手段不科学，方法不当，数据分析不够深入，实际检修中设备仍存在一定的盲检率。尤其是输变电设备状态监测系统建设中，一方面接入数据量还需逐步扩充；另一方面对关键数据的高级分析挖掘能力还急需深入研究整合。各个电力部门普遍开展了定期设备带电检测工作，但在执行中还存在标准不

3、高、手段不健全、统一的技术标准不够完善等等问题，因此进一步发挥不停电检测技术对设备状态评价的支撑作用，是摆在我们面前的重要研究文。木文针对目前变压器现场局放试验方法的要求，以变压器局放模型入手，通过对变压器故障原理的分析，利用精密故障模拟、局放原理分析等技术开发电力变压器故障模拟及检测试验装置，并利用该系统对变压器在不同工作环境下的故障特征进行研宄，建立局放故障模拟数据库，分析局放故障信号特征，为现场变压器故障诊断提供依据。1.变压器局放检测方法现状分析电力变压器中有可能出现的主要绝缘缺陷可以总结为以下几个方面：(1)固定缺陷。其中包括导体和外壳内表面上的金属突起，以及固体绝缘表面上的微粒。金

4、属突起通常是在制造不良和安装损坏檫划时造成的，导致毛刺iL较尖。在稳定的工频状态下不引起击穿，但在快速电压如冲击、快速暂态过电压条件下很危险，易发生绝缘事故；(2)电力变压器油箱内可以移动的自由金属微粒。金属微粒是最普遍的微粒，在制造、装配和运行中均有可能产生，它有积累电荷的能力。在交流电压场的影响下能够移动，在很大程度上运动与放电的可能性是随机的。当靠近高压导体II并未接触时，放电最可能发生，且放电可能性比同样微粒但为固定物吋高10倍左右；(3)传导部分接触不良。例如静电屏蔽和其它浮动部件。由松动或浮动部件产生的放电可能性很大，通常易于检测，放电趋向于反复，其放电电荷在nC到gC间转变。(4

5、)变压器制造吋造成的内部空隙和实验闪络引起的表面痕迹，还包括或是因电极的表面粗糙或是来自制造时嵌入的金属微粒，此外因内部油循环产生的部分气泡在绕组以及其它部位产生的气隙绝缘缺陷，这些电力变压器的绝缘缺陷类型极有可能会在电力变压器中产生局部放电，在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，进一步发展成为树枝，并最后导致绝缘击穿。而电力变压器发生以上绝缘故障吋，往往会伴随各种物理现象的产生，比如常规的脉冲电流信号、纳秒级脉冲信号、振动冲击或声波信号、油中气体含量变化、水分变化、各种光热现象等，因此针对不同物理现象研发设计的多种检测技术手段也应运而生，常用的测试方法比如奋脉冲电流法、特高频局放检测法、超

6、声波局放检测法、高频局放检测法等方法。脉冲电流法：常规停电检测方法，优点是放电电流脉冲信总含量丰富,可通过电流脉冲的统计特征（如）和实测的波形来判定放电的严重程度，进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势；对于突变信号反应灵敏，易于准确及时地发现故障；具有较有效的校准方法，易于定量，因而得到广泛的应用。B前国内外比较成熟的局部放电检测装置普遍采用这种方法。缺点是需要停电检测，测试过程较为复杂，对人员的局放判断水平有较高的要求，且进行试验的成本较高。特高频法：带电测量方法，优点是测量方法不改变设备的运行方式，并且可以实现在线连续监测，可奋效地抑制背景噪声，如空气电晕等产生的电磁干扰频率

7、一般均较低，特高频方法可对其进行有效抑制，抗干扰能力强。缺点是仅能判断局放故障是否产生，无法直接判断具体量值，缺乏相关标准规范支持，且现场安装比较麻烦。超声波法：带电测量方法，优点是传感器与电力变压器设备的电气冋路无任何联系，不受电气方面的干扰。设备使用简便，技术相对比较成熟，现场应用经验比较丰富，由于测量的是超声波信号，因此对电磁干扰的抗干扰能力比较强，可以对缺陷进行定位。缺点是由于电力变压器设