变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较.doc

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1、变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较宋友（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司）摘要：介绍了几种变压器局部放电故障定位常用的技术手段，并结合实际现场试验中几种方法的应用情况，对其进行比较。为各种变压器局部放电故障定位方法在现场的有效应用提供参考。关键字：变压器局部放电、UHF、超声波、电气定位引言目前，对于变压器局部放电故障的确定，已有多种方法可以有效做到。随着近年来计算机技术、数字信号处理技术的迅速发展，检测手段也越来越多，检测设备也越来越检测迅速、使用方便、功能强大。对于制造厂家和现场试验、运行人员来说，仅仅确定局放故障是

2、否存在是不够的，往往还要确定故障的位置，以便有的放矢的排除或者处理故障。在出厂试验、交接验收试验、预试及运行中迅速查明变压器的内部放电故障位置，对迅速修复故障、保证设备制造质量及安全运行有重要意义，并可以节约大量人力、物力、时间，也是目前国网公司一次设备带电检测的重要组成内容。局部放电的检测和定位都是根据放电过程中的声、光、电、热和化学现象来进行的，故障定位方法有超声波定位、电气定位、光定位、热定位和DGA定位等。目前，国内外应用比较广泛的是超声波定位法和电气定位法，近几年，一些新的定位方法如UHF定位法也在国内外有较多的研究和应用

3、。本文拟对超声波定位法、电气定位法、UHF定位法进行应用比较，并就实际应用中存在的问题和今后的发展趋势进行探讨。超声波定位方法当变压器内部发生局部放电故障时，会产生相应频率和波形特征的超声波信号，放电源成为声发射源。超声波信号在油箱内部经过不同介质传播到达固定在油箱壁上的超声波传感器。对应每一次放电，都会有相应的超声波产生；对应同一次放电，每一个超声波传感器接收到的相应超声波信号之间会表现出合理的、有规律的时差关系。根据到达超声波传感器的相对时差，通过相关的定位算法，就可以计算出局部放电故障点。局部放电产生的超声波信号到达不同传感器

4、的有规律时差现象分为两种，一种为局部放电电脉冲信号与各超声波传感器收到的声波信号之间的时差，称为电-声时差。第二种为同一次放电各超声波传感器收到的相应超声波信号之间的时差，称为声-声时差。利用两种时差现象可确立两种超声波定位技术：电声定位法（俗称球面定位）和声声定位法（俗称双曲面定位）。电声定位方法该定位法利用局部放电检测仪取得局部放电电信号，变压器油箱外壳布上多个超声波传感器接收超声波信号。以电信号和各个超声波信号之间的时间差作为故障点到各超声波传感器的时间，以等值声速乘以传播时间就得到故障点到达超声波传感器的距离，以此列一组时差

5、和距离的球面方程求解。根据方程特征可知，电信号至少1路，超声波信号至少3路。实际带电检测中往往是采用HFCT对套管末屏接地电流进行监测并取得电信号。近年来随着UHF技术和射频电流技术的应用，也可以采用UHF信号和射频电流信号作为电信号。声声定位方法该定位法一般在分布于油箱表面的一组超声波传感器（传感器个数≧4）中，选用一路声信号触发其余声通道。选择该传感器作为基准传感器，测定同一个声发射信号传播到其它超声波传感器时对应于基准传感器的相对时延，将这些相对时延代入满足该组传感器几何关系的一组双曲面方程求解，即可求出故障点的几何位置。一般

6、来说，电-声定位法比较简单直观，手工画图都可以完成定位计算。文献6通过计算、模拟试验比较了电-声定位法和声-声定位法的准确程度，结论是声信号起点不容易确定，导致时延误差较大，因此电-声定位法比声-声定位法准确度高。应该说，这个结论仅能成立于高质量试验室或者模拟试验的前提下。电-声定位法的先决条件是：所测的声电信号时延与超声波的直接波传播时间一致。而在实际现场应用中，由于电气干扰十分严重，电信号的触发是往往是非常不可靠的，干扰电信号频繁的误触发会导致所谓的电-声时延毫无物理意义，将其代入球面定位方程后得到的定位结果也是不可靠的。另外，

7、对运行状态下的变压器进行带电检测时，电信号的取得更是缺乏有效手段。声-声定位法则不需要电信号，电气干扰的存在对定位结果没有影响，这种可抗干扰的定位方法特别适用于运行状态下变压器的现场故障定位。国内近两年现场主变压器的故障定位成功案例，基本都是采用声-声定位法，而电声定位法主要用于干扰较小的试验场所，如制造厂试验大厅。超声波定位方法应用实例西北某变电站主变压器型号为ODFPS-/750GY，出厂于2008年4月。2009年起发现乙炔增长，油色谱数据如下表：表12#主变A相变压器油色谱数据（引用数据）试验日期H2COCO2CH4C2H6

8、C2H4C2H2总烃2009.01.223.08.565.91.20.60.30.42.52009.01.273.29.452.61.30.60.30.42.62009.01.303.810.2106.81.60.80.30.63.3