电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考徐波

电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考徐波

徐波

(国网山西省电力公司吕梁供电公司山西吕梁033000)

摘要：变压器在长时间运行一定时间或遭遇意外事件后，不可避免的会出现各种问题，而绕组变形带来的后果是很严重的。绕组变形试验不仅需要于变压器生产厂家重点关注，电厂方可通过试验方法来相对精确的衡量绕组状态，防止误判，避免不必要的吊芯，节省人力物力，提高电厂运行效率。本文基于此，以下对电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考进行了探讨，以供参考。

关键词：电力变压器；放电带电检测；定位技术的思考

引言

电力变压器是电网运行中的关键设备之一，深入研究变压器绝缘故障带电检测技术，依据运行状态参量，对变压器运行状态进行快速评价意义重大。带电检测变压器铁心接地电流是判断其绝缘状态的主要指标。对主变压器铁心接地电流检测，有带电检测和在线监测两种方式，其测量结果均以幅值表述，在日常运维管理中，是通过测量值的大小，依据国标相关要求，对被测主变压器绝缘状态进行评价。

1电力变压器检测技术的基本概述

近年来，伴随社会主义市场经济建设的不断发展，人们物质生活水平和生活质量不断上升的同时，对于电力的需求量也在不断上升，但不可否认的是，在电力企业数量不断增加、规模持续扩大的基础上，电力安全事故的发生也呈现出逐年增长的趋势，给人们的生命安全和财产安全埋下了极大的安全隐患，进而给社会的整体发展带来了极为不利的影响，而其中电力变压器作为电力系统的重要组成部分，在其运行过程中采取相关有效的故障检测技术，是确保电力系统安全运行的重要基础和根本前提。

2带电检测法的基本原理

绕组的振动是由于漏感的影响下，线圈中的电流相互作用产生电动力引起的，绕组中漏磁场一般可分解为轴向漏磁和辐向漏磁，绕组受辐向张力互相排斥，使外绕组向外扩张，内绕组向内压缩;轴向压力使内外绕组同时受到两端向中部的轴向压力。当绕组内部出现机械形变时，虽然负载电流未发生变化，但形变对应位置的漏磁场也将发生改变，从而造成变压器振动信息也发生不同变化，因此开展振动检测能够发现绕组机械状态的变化

3局部放电带电检测方法

3.1超高频检测法

局部放电会产生超高频率的电磁波，且在金属箱中的衰减速度较慢，因此能够在变压器设备内部进行传播并通过金属箱体传出，所以，能够利用超高频传感器进行检测，获取局部放电的信息，从而对设备内部的绝缘状态进行诊断。超高频传感器由安装方式的不同分为内置型以及外置型两种。超高频传感器能够检测到300-3000MHz范围内的电磁波，能够有效避开现场干扰。高频传感器的瞬态响应良好、灵敏度较高，且线性度好。但是由于变压设备内部结构复杂，不同的局部放电强度、传播差异以及衰减程度的不同会对高频传感器的检测带来一定误差。

3.2频率响应法

频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的，其内部特性可以通过传递函数H(f)=20lg[U2(f)/U1(f)]来描述，FRA法是目前最主要的判定方法，其优势是灵敏度较高，对变压器绕组整体和局部的变形，都可以通过参数曲线进行一定的判断；测试仪体积小巧，现场使用方便。其局限性主要为：(1)注意接地、每次测试的分接应该保持一致、根据变压器的联接组别不同，接线方式可能会有区别；(2)大型的三相变压器可能趋势图较好，而双分裂型式的则可能一致性相对差，平衡绕组应接地，同时结合阻抗法和电容发进行综合判定；(3)对测试环境有一定要求，杂散电容和变压器中残存的静电荷都会造成一定的影响，套管附近的金属悬浮物（如母线、电缆）应断开并保持距离；(4)测试人员需要经过一定的相关方面的学习才能够熟练准确的使用该设备，并给出有效判定依据。

3.3扫频短路阻抗法

扫频阻抗法的测试接线原理:测试系统由DDS扫频信号发生器、宽频功率放大器、测量装置组成。测试时候按照短路阻抗法的接线方式，将变压器的副边短接，在原边施加大功率扫频信号(Vp－p≥100V，Pmax≮100W，Bw=30Hz～1MHz)，通过测量装置测试激励和响应信号。由于变压器二次侧短路，当DDS扫频信号发生器发出的扫频信号频率比较低时，宽频功率放大器需要输出比较大的电流和功率。随着DDS扫频信号发生器发出的扫频信号频率的提高，电力变压器的铁芯的作用逐渐减弱。由于感抗的增加，使得宽频功率放大器输出的信号源的输出功率降低，但该信号的幅值较大(是频响法的10倍)，能够有效地增强抗干扰能力。

4变压器局部放电带电检测定位技术的应用

4.1超声波检测定位

该定位方法是利用超声波信号和电脉冲信号之间的时差进行定位。具有抗干扰能力强、携带方便等优点，是目前比较常用的定位方法。在进行定位时，以变压器箱体上贴附的一路传感器为参考点，测试放电信号参考点与其他传感器之间的时差，然后利用双曲面法计算放电的位置。然而在计算的过程中，经常会将声速假设为一个固定的等值，但实际情况是由于放电部位等的差异，超声波传播的速度并不一样，所以会对定位的精确性造成比较大的误差，所以在使用超声波定位的过程中必须要注意，采用声速变量以及增加探头的方式进行优化。此外，影响超声波定位准确的因素还有计算方法、时差估计等。

4.2气相色谱仪技术

通常来讲，气相色谱仪故障检测技术主要应用于分析混合气体中内部组成部分，相较于电力变压器其他的几种故障检测技术，检测效率高、检测过程便捷、操作简单等是此项检测技术最为显著的优势，故而在当前电力企业不断发展的多元化市场环境下，这种技术也得到了十分广泛的应用。通常来讲，电力变压器出现故障时，可能会散发出各种气体，通过将气相色谱仪技术应用到电力变压器的故障检测中，可以在一定程度上有效地检测出多种气体。

4.3红外光谱技术

从目前来看，在进行电力变压器故障检测过程中，最常用的一种检测技术其实是红外光谱技术，这是因为这种检测技术与上诉两种故障检测技术相比，具有检测速度快、敏锐度高、维修量少等优点，在当前变压器故障检测过程中，检测人员可有效地利用红外气体分析仪器和薄膜电容检测仪器，从而为定量分析的实施打下坚实基础。

结束语

电力变压器局部放电的检测方法有多种，包括高频电流法、超高频检测法、超声波检测法以及光学检测法，超声波检测法是一种新型的检测思路，其操纵原理和方法都比较简单，且使用范围较广，结果也比较准确，但是由于变压器内部结构复杂，导致超声波传播过程也变得比较复杂，所以目前超声波检测还只是一种辅助性的检测方法，但由于其优点众多，相信在未来一定会成为变压器局部放电的主要检测方法。

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