变压器早期故障在线监测

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1、变压器早期故障在线监测　　1.前言　　变压器是电力系统的重要设备，其状态好坏，直接影响电网的安全运行。因此，对电力变压器进行在线监测，及时掌握设备的状态，一直是电力工作者的梦想和追求。变压器的状态监测，就是通过对有关参数、信号的采集和分析，检出内部的初期故障及其发展趋势，生产主管部门立即组织人员进行综合分析，诊断设备的状态，减少损失,避免恶性事故的发生,将传统的定期维护转为状态维护，从而提高电网的安全经济运行，改善对用户的服务质量。　　由于变压器在设计、制造、安装和运行维护等方面原因使绝缘存在缺陷，抗短路能力降低,变压器早期故障在线监测　　1.前言　　变压器是电力系统的

2、重要设备，其状态好坏，直接影响电网的安全运行。因此，对电力变压器进行在线监测，及时掌握设备的状态，一直是电力工作者的梦想和追求。变压器的状态监测，就是通过对有关参数、信号的采集和分析，检出内部的初期故障及其发展趋势，生产主管部门立即组织人员进行综合分析，诊断设备的状态，减少损失,避免恶性事故的发生,将传统的定期维护转为状态维护，从而提高电网的安全经济运行，改善对用户的服务质量。　　由于变压器在设计、制造、安装和运行维护等方面原因使绝缘存在缺陷，抗短路能力降低,因此近年来主变的事故较多，其中威胁安全较严重的为绕组局部放电性故障。根据国家电力公司对2001年全国110kV及

3、以上主变事故的调查，得知绕组的事故占总事故台数的74.6%［1］（福建省网为80%）。因此，提高变压器安全运行的较主要任务是早期检出绕组内部的局部放电性缺陷。　　油中气体含量分析，是检测变压器内部故障的好方法。在原电力部颁发的DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》中，已将其列为变压器首位的试验项目。据初步统计，我国通过油中气体含量分析，每年都能检出近300台左右的故障或异常的设备，为电网的安全经济运行发挥了重要的作用。但是常规的油中气体分析为离线监测，根据监督规程，取样周期一般在3个月至1年，这样的间断检测，对过热和悬浮电位放电性故障的检测是可以胜任的，而对

4、于严重威胁设备安全的绕组内部的匝层间和围屏的局部放电性故障，则难以被及时检出。为此，国内外学者多年来一直致力于油中气体和局部放电等在线监测的研究。我国80年代成立了《高压电气设备绝缘在线监测协作网》，2002年5月在福州市召开了年会，国家电科院高压所和全国高压专委会于2002年12月中在北海市召开了研讨会，组织编写《在线监测管理导则》，这将有力地推动了我国绝缘在线监测的开展，为设备的状态监测提供法规依据。　　目前变压器在线监测项目可分为油中气体、水分和绝缘两大类。绝缘监测项目主要有介损、泄漏电流和局部放电，其中介损和泄漏电流只能反映总体绝缘状态，难以检出局部缺陷；而局部

5、放电在线监测的抗干扰技术尚未得到解决［2］，因此，目前变压器在线监测在很大程度上是油中气体和水分在线监测。本人长期从事油中气体、水分检测和内部故障的诊断，80年代还与北京、吉林、陕西、安徽和贵州等省市的电力试研所合作，研制了以氢敏器件为传感器的油中氢气在线监测装置，虽然在全国应用200多套，但因当时传感器的稳定性差而告终。随着电力工业的发展，对电网的安全可靠性提出了很高的要求，希望能将目前的定期维护逐步过渡到状态维护，这就要求对变压器进行状态监测。近年来，传感器技术、微机技术和油气分离技术得到迅速的发展，为变压器在线监测的实施创造了条件。　　2.变压器内部局部放电的特点

6、　　变压器内部故障分为过热和放电两大类。过热性故障发展较缓慢，在短时间内不会酿成事故。而局部放电性故障，尤其是匝、层间和围屏的局部放电，就大不相同了。因为当这些部位的绝缘受损后，其沿面放电电压将降低，在受到内部或外部过电压的冲击后，绝缘性能迅速下降，引起局部放电及至发展成电弧放电而烧毁。给电网和人民生活造成严重的损失！因此，变压器在线监测的目的，就应立足于将局部放电性缺陷在火花放电阶段前检测出来，进而采取有效措施，防止事故的发生。　　有些人认为放电性故障发展速度快，是突发性的，油中气体无法早期检出。众所周知，任何事故都有一个产生、发展的过程，也就是从量变到质变的过程。变

7、压器内部局部放电，也有一个从电晕发展到爬电、火花放电，较后形成电弧放电的过程。其发展速度取决于故障部位和故障能量的大小。笔者分析了十几年来发生的主变事故，发现有相当数量的事故有几个小时的发展过程，如1987年1月福建三明后山1号主变（220kV，90MVA）因高压B相围屏树枝状放电引起的事故，2000年7月31日厦门嵩屿电厂2号主变（220kV，370MVA）因低压角接线水平木支架绝缘缺陷引起的事故，2001年8月22日福建池潭水电厂1号主变（220kV，150MVA）因110kV中压C相绕组在整个轴向变形后再次受到雷电冲击引起的事故，以