电力变压器局部放电的电气诊断技术程亮

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:程亮
[导读] 电网运转中电力变压器是重要的电器设备,人们工作和生活需要电网的稳定运行
        摘要:电网运转中电力变压器是重要的电器设备,人们工作和生活需要电网的稳定运行,因此电力变压器的正常运行变成了电力部门和生产厂家最为关心的问题,也是电力变压器关键所在。这其中常见的故障之一为绝缘劣化,引起此类绝缘劣化甚至击穿的一个重要原因是变压器的绝缘结构内产生了局放,局部放电试验作为电气设备的内部绝缘结构,是衡量其可靠性的重要参数指标,其测试用检查来在电气设备中,是否有会产生绝缘破坏的放电源。对此,本文主要阐述电气设备局部放电的机理,和对应的常见检测技术,最后对电力变压器局部放电检测技术的发展进行了浅析。
关键词:电力变压器;局部放电;检测
        0引言
        我国居民总用电量不断提高,这对电力设备的各项性能,电力变压器安全性能和稳定性的提高尤为重要,他是电网正常高效运行的关键,其性能、安全性的高低已是变压器厂家和电厂的关注点。所以,有必要探索变压器局部放电的故障原因,得出诊断措施,这对电力变压器的稳定、安全运行意义重大。
        1 电气变压器局部放电机理
        1.1变压器局部放电定义和分类
    各种类型的绝缘的变压器产生局部放电的形式各不一样,所以,可以通过放电形式不同来分类,来区别局部放电,并对其进行定量的分析,主要从以下五个参数测试:
        (1)视在电荷量。因为局部放电量很小,视在电荷量一般用pC。
    (2)测试电压。绝缘件外加电量值与实验电压值之和。
    (3)局部放电值。在相同的试验条件、方法和信号采集处理方式下,并采用统一的标准等前提下,进行局部放电等测试,得出局部放电数值。
    (4)放电起始电压u。电气设备在高压试验中,伴随着试验电压的不断上升过程,被测试设备会在某个电压值处发生显著的放电,此时的电压为被测试设备发生局部放电所要的最低电压值。
    (5)局部放电熄灭电压U。被测试电器设备局部测试完成后,测试系统无局部放电时的最高电压值。
        1.2设备内部放电机理和原因
        (1)设备内部放电机理
        局部放电的产生,主要为互感器、变压器和其他高压电气设备在高压下的作用,使其内部绝缘产生放电,这样的放电仅存在于绝缘处的局部,不能立刻产生整个绝缘的击穿和闪络,因此叫局部放电。局部放电的电量很微弱,仅靠人眼去看、直观感知是发现不了的,只能用高灵敏度的局部放电测试仪器进行检测。
        在运行中,变压器内的绝缘处在工作电压的环境,在其作用下,随着电压等级的升高,绝缘所承受的电场强度也随之变高,从而在绝缘薄弱的地方非常易产生局部放电。
        (2)设备内部放电原因
        产生局部放电的原因有:
        电场集中于某一点,或是某一点的电场强度过大,像设备介质内有气泡,内部杂质未除净,油里含水、气或颗粒,在这些不同介质间的界面处存在严重的电场畸变。局部放电的印记,在固体绝缘上只有一个小斑,或形成树枝状的烧痕。


    局部放电虽然时间很短、能量很小,可产生的危害却很大,其长期的存在,无疑对绝缘材料将造成极大的破坏,放电会产生臭氧、热和氧化氮等化学物质,在其作用下会使绝缘腐蚀老化,最终发生热击穿。变压器运行中,内部绝缘的破坏,大多因为局部放电产生的。
        2局部放电检测技术
        2.1脉冲电流法
        脉冲电流法是把检测的阻抗放在回路里,从而得到电力设备的绕组和接地线。脉冲电流法有非常高的灵敏度,不仅仅能够测量局部放电量,还能定位其位置。因为此法存在很大不足之处,因此现在常为罗果夫斯基线圈的电流互感器来提取脉冲信息。
        2.2高频电流法
        高频电流方法,为普通脉冲电流法发展产生的非接触方式的方法,测量阻抗通过罗氏线圈在耦合电路里提出陡脉冲信号,这种信号是因局部放电产生的。在带电检测时,常采用高频电流法这种开环式结构测试。
        2.3超声波法
        在试验电压的情况下,变压器会发生局部放电,这样会出现超声波,并迅速传播扩散。若为高频的电气扰动,同时向与其电气线路传导,则说明设备有局部放电。在电力变压器局部放电现象时,超声波法是一种有效的测试方法,精准定位设备发生局部放电的位置,同时可以监测其变化情况。因为此方法原理简单,所以在电力行业被普遍应用。
        2.4超高频法
        超高频传感器常常应用于,设备产生局部放电会产生GHz的高频电磁波,这样的电磁波会衰减的很慢,因为其在金属箱内,因此能够在变压器内缝隙中传播出来。因此,检测由局部放电发出的高频信号,可以用超高频传感器来测试,从而得出电气设备局部放电的有关特性,最终诊断电气设备由局部放电产生的故障。
        3 结论
        3.1超声检测方法。
    超声检测法可以准确的监测电力变压器周围的局部放电情况,这种方法定位精准,但检测很难。此方法为很有效但一种辅助监测方法。
        3.2高频电流检测方法。
    高频电流检测法很敏感,特别在电气线路和铁心之间的局部放电处,同样对其他干扰信号敏感度也很高。这种方法的监测设备不变动发电系统,安装起来也很便捷。
        3.3脉冲电流方法。
    此方法比较成熟,普遍应用于电力变压器的绝缘监测,之变压器调试检测过程中,能够及时的定位电气设备回路周围的绝缘缺陷,并能有力的体现厂家的综合水平。
参考文献
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