張學(xué)強(qiáng)

張掖供電公司電力調(diào)度控制中心，甘肅 張掖 734000

引言

電力變壓器故障檢測(cè)主要有電氣量檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)方法?；瘜W(xué)檢測(cè)主要是通過(guò)變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，它對(duì)變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。具體應(yīng)用中要根據(jù)故障或缺陷的不同發(fā)展階段,采用不同的分析方法,結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況及外部電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù),充分發(fā)揮油化學(xué)檢測(cè)的靈敏性,正確評(píng)判設(shè)備狀況或制定針對(duì)性的檢修策略。隨著電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)維修技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,局部放電的有效檢測(cè)對(duì)于電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有越來(lái)越重要的意義。

1 變電壓器在線檢測(cè)技術(shù)

1.1 油中溶解性氣體分析及檢測(cè)

油浸電力變壓器中主要絕緣材料是變壓器油和絕緣油紙。這兩種材料在放電和熱作用下，會(huì)分解產(chǎn)生各種氣體。由于變壓器內(nèi)部不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的氣體,因此通過(guò)分析油中氣體的成分、含量、產(chǎn)氣率和相對(duì)百分比,可以達(dá)到對(duì)變壓器絕緣情況進(jìn)行診斷的目的?？筛鶕?jù)變壓器內(nèi)部故障分解產(chǎn)生C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO和CO2等氣體，分析所產(chǎn)生的氣體種類(lèi)、油中溶解氣體的濃度、各種氣體的比例關(guān)系，對(duì)油中溶解的氣體進(jìn)行氣相色譜分析便可發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的發(fā)熱和放電性故障。

1.2 局部放電在線檢測(cè)技術(shù)

變壓器在內(nèi)部出現(xiàn)故障或其它原因的故障可能使內(nèi)部產(chǎn)生局部放電。根據(jù)放電的情況，來(lái)判斷變壓器內(nèi)部的變化，使用變壓器本體、套管局放在線監(jiān)測(cè)裝置，在不改變?cè)泳€的狀態(tài)下安裝，測(cè)量位置選擇在接地端，本體鐵芯和夾件接地線上；套管末屏接地線上，試驗(yàn)電壓為設(shè)備運(yùn)行電壓，通過(guò)在線診斷運(yùn)行中局部放電量及變化情況，對(duì)其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線評(píng)估，為該設(shè)備的狀態(tài)檢修提供依據(jù)積累運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，為故障判斷、停電檢修提供依據(jù)。

1.3 繞組溫度在線檢測(cè)技術(shù)

繞組溫度檢測(cè)主要用于監(jiān)測(cè)變壓器繞組的溫度,給出越限報(bào)警,并在需要時(shí)啟動(dòng)保護(hù)跳閘。系統(tǒng)在運(yùn)行中實(shí)時(shí)反映變壓器三相繞組實(shí)際溫度和發(fā)出實(shí)時(shí)超溫報(bào)警信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了溫度及報(bào)警信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康?。?duì)優(yōu)化變壓器性能、提高變壓器安全使用壽命具有重大意義。

2 變壓器的局部放電檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀

局部放電的檢測(cè)方法有超聲波法、脈沖電流法和超高頻法、化學(xué)檢測(cè)法、光測(cè)法、射頻檢測(cè)法、紅外熱像法等多種檢測(cè)方法,其中應(yīng)用較為廣泛有超聲波法、脈沖電流法和超高頻法、光測(cè)法、紅外熱像法。

2.1 脈沖電流法。這種方法是目前國(guó)內(nèi)使用較為廣泛的變壓器局部放電檢測(cè)方法，其主要是通過(guò)電流傳感器檢測(cè)變壓器各接地線以及繞組中產(chǎn)生局部放電時(shí)引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量。電流傳感器一般由羅氏線圈制成。主要優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度較高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、脈沖分辨率高等，缺點(diǎn)是測(cè)試頻率較低、信息量少。

2.2 超聲波法是電力變壓器局部放電故障診斷的有效手段。變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著聲波能量的釋放，根據(jù)超聲波在變壓器內(nèi)部傳播時(shí)的聲衰減、傳播時(shí)間及波形變化進(jìn)行分析，分析超聲波特征，對(duì)變壓器局部放電點(diǎn)進(jìn)行定位。通過(guò)分析有關(guān)超聲波在被檢變壓器中發(fā)生的傳播變化，來(lái)判定變壓器內(nèi)部是否存在缺陷，從而在不破壞或不損害絕緣的情況下，評(píng)估其運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 超高頻法是現(xiàn)在局部放電檢測(cè)中的一種流行的方法。變壓器在發(fā)生局部放電時(shí)都會(huì)出現(xiàn)正負(fù)電荷中和的現(xiàn)象，并且伴隨這一現(xiàn)象都會(huì)形成一個(gè)陡的電流脈沖向周?chē)椛潆姶挪ā?該方法主要是通過(guò)對(duì)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)所發(fā)射的超高頻電磁波進(jìn)行接收，從而達(dá)到對(duì)局部放電的定位和檢測(cè)。這種檢測(cè)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量頻率比較高、檢測(cè)頻率范圍可以調(diào)節(jié)、抗電磁波干擾性能強(qiáng)、靈敏度較高等。

2.4 紅外熱像法。該方法主要是通過(guò)紅外線測(cè)量?jī)x器對(duì)變壓器中局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電熱能量轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)局部放電區(qū)域內(nèi)的溫度變化達(dá)到檢測(cè)的目的。主要優(yōu)點(diǎn)是紅外線儀器操作簡(jiǎn)便，并且測(cè)出的結(jié)果直觀準(zhǔn)確；其缺點(diǎn)是只能對(duì)變壓器表面的局部放電進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法檢測(cè)到變壓器深處的故障，只適合定性測(cè)量，目前尚不能用于定量測(cè)量。

2.5 光測(cè)法。由于局部放電會(huì)產(chǎn)生光輻射，光測(cè)法主要是針對(duì)局部放電時(shí)產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測(cè)。通常情況下變壓器油中發(fā)生放電時(shí)所產(chǎn)生的光波長(zhǎng)度均不相同，試驗(yàn)結(jié)果表明光波的長(zhǎng)度一般在500nm～700nm這一區(qū)間范圍，當(dāng)光電發(fā)生轉(zhuǎn)換后，根據(jù)光電流的特性，能夠?qū)植糠烹娺M(jìn)行識(shí)別。

3 結(jié)束語(yǔ)

變壓器作為發(fā)變電系統(tǒng)中重要設(shè)備，安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性已漸漸成為電力行業(yè)的共識(shí)。在線檢測(cè)硬件設(shè)備將向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的缺陷，從而做到定性判斷，到定量分析，對(duì)故障判斷的準(zhǔn)確性大大提高。

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