电力变压器油之悬浮气泡产生局部放电特点分析

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1、电力变压器油之悬浮气泡产生局部放电特点分析1绪论1.1电力变压器局部放电在线监测的意义在我国电力系统规模发展如此迅速的今天，对整个电力系统的运行安全性和可靠性要求也越来越高。电力变压器是电力系统必不可少的电气设备之一，必须保证其安全稳定地正常运行。绝缘的可靠性很大程度上决定了电力变压器运行的可靠性，据不完全统计，2002年全国200kV、330kV和500kV电力变压器的总台数分别为3620台、120台和650台，故障次数分别为120次、5次和23次，平均故障率为1.884次/100台年，在2000年至2004年间，电力变压器故障占高压设备事故的45％，且绝缘故障又是

2、影响电力变压器正常运行的主要原因，因此加强电力变压器绝缘状况在线监测对保障电力系统安全稳定运行具有重大意义。在我国电力行业中，一般都采用绝缘预防性试验和定期维修制度，它对保障电力系统的安全、稳定运行起到了有效监督作用。但由长期的现场实践看来，绝缘预防性试验和定期维修在防止电气设备事故方面还是存在一定的局限性和不足。据不完全统计，从1985年至1990年，全国有80%的变压器事故是在预防性试验合格的情况下发生的。由于预防性试验的试验条件与设备运行条件有所差别，离线试验不能完全反映设备在运行条件下的绝缘状况。而且预防性试验和定期维修都需要在停电时离线进行，停电时间长，造成

3、了大量的经济损失。鉴于预防性试验和定期维修存在的以上问题，此外考虑到减少经济损失的需要，电气设备状态检修（CBM）越来越受到人们的重视，它的优点是及早地发现故障发生的早期征兆，以便将故障排除于萌芽状态，从而避免严重事故的发生，同时可提高设备维修的质量和效率，节约大量不必要的人力和物力浪费。信号处理技术、传感器技术和计算机技术的发展和应用，使电气设备在线检（监）测技术得到了飞速发展，成为了电气设备绝缘检测中一个重要的组成部分，弥补了仅靠绝缘预防性试验和定期维修的在很多方面不足。局部放电是指在一定的电场作用下，绝缘介质局部区域被击穿的电气放电现象。绝缘介质内部或表面某些区

4、域内绝缘强度的不均匀导致该区域电场严重畸变，电场强度高于平均电场强度，因此在这样的区域中，就会首先发生放电，而其他区域仍然保持绝缘的特性，这就形成了局部放电。局部放电既是电力变压器绝缘劣化的重要原因，又是其发生的重要征兆。为了有效地发现电力变压器内部绝缘的固有缺陷和因长期导致的局部隐患，有必要对电力变压器内部的局部放电进行在线监测。从20世纪80年代开始发展了各种电力变压器局部放电在线监测技术，以便加强对电力变压器绝缘情况的实时在线监测能力。1.2电力变压器局部放电的研究现状1.2.1检测局部放电的主要方法局部放电检测都是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该

5、现象的物理量来表征局部放电的状态。在变压器内部发生局部放电的过程中，除了发生电荷转移和电能损耗外，还会产生电脉冲、电磁辐射、光、超声波以及产生一些新的生成物，并引起局部过热。因此，与这些现象相对应，局部放电的检测方法可以分为非电测量法和电气测量法两大类。非电测量法包括超声波检测法、红外检测法、光测法、化学检测法等。电气测量法包括脉冲电流法和UHF检测法等。近年来，国内外很多研究单位对变压器局部放电脉冲所产生的电磁辐射进行了深入的研究，带动UHF检测法的广泛研究，也是由于其较高的灵敏度和抑制噪声能力等优势，使之成为研究变压器局部放电检测方法的研究热点。脉冲电流法是目前广

6、泛采用的变压器局部放电检测方法，也是一种传统的检测方法。此方法是利用检测阻抗或电流传感器，测量发生局部放电时通过变压器套管末屏接地线、变压器外壳接地线、铁心接地线和中性点接地线处的脉冲电流信号，当检测阻抗套装在套管末屏接地线上，此时套管导杆对末屏的杂散电容充当整个检测回路的耦合电容kC。脉冲电流法根据电流传感器的频带可以分为窄带和宽带，由于局部放电的脉冲频谱很宽，高频成分也很丰富，为了获得较高的脉冲分辨率，同时从信号中获得更多放电信息，宽频带电流传感器越来越受到人们的重视，罗戈夫斯基线圈式电流传感器是目前应用最为广泛的电流传感器，其检测频带可达几十MHz。在变压器出厂

7、试验和其他离线测试中通常会用到脉冲电流法，且其离线测量灵敏度高。但由于运行现场存在严重的电磁信号干扰，检测灵敏度和信噪比大大降低，影响了对局部放电信号的检测及故障诊断。脉冲电流法存在的缺点主要有：(a)由于变压器运行现场存在各种干扰，导致脉冲电流法无法有效地应用于实时在线监测；(b)由于变压器内部绕组结构较为复杂，局部放电信号在绕组内传播时存在衰减的情况，导致脉冲电流法在标定时会产生很大的误差；(c)当试样的电容量较大时，由于耦合电容的限制，使测试仪器的测量灵敏度在一定程度上受到局限；(d)脉冲电流法测量的频率低，频带窄，包含的信息量较少。UHF法是