超声局放定位在变压器故障检测中的应用研究

超声局放定位在变压器故障检测中的应用研究

张彬彬

（国家电投集团贵州金元象鼻岭水力发电总厂）

摘要：本文主要是以某220kv2号变电站主变压器为例，详细分析了该220kv2号变电站主变压器通过运用超声局放的定位实施故障检测技术操作全过程，经测量操作后发现其级间存在着放电声及短路等问题状况，从而更好地充分发挥超声局放的定位该项检测技术应用优势，为故障检测工作提供技术支持，更为后期故障处理提供重要依据。

关键词：超声局；放定位；变压器；故障检测；应用

前言

超声局放的定位，主要指借助检测放电所产生超声信号，针对于局部的放电源实施定位的一种技术手段，被广泛应用于变压器的故障检测工作当中，应用价值突出。那么，为了能够更好地运用超声局放的定位该技术手段，开展变压器的故障检测工作，本文主要针对在变压器的故障检测中应用超声的局放定位进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1、工况

在2016年6月，试验员对某220kv2号变电站主变压器实施油色谱的离线测试，经测试后发现主变的总烃有超标情况，从6月到10月对其实施试验跟踪及分析操作。依据电力设备的预防试验标准，运行期间油浸电力的变压器油内溶解气体的色谱分析，其试验周期为6个月，总烃含量要求＜150μL/L。通过对该220kv2号变电站主变压器实施油色谱的离线测试之后，可了解到该220kv2号变电站主变压器在2016年6月总烃为149.54μL/L，与150μL/L较为接近。故而，缩减一半试验周期，变为1次/3月。而后，两次的试验结果均接近于140μL/L。故而，再次回复1次/6月试验周期。2017年6月15日，总烃为180.34μL/L，已超150μL/L限定值，则判定为不合格；6月、7月进行了4次跟踪试验，试验后发现总烃处于持续增长状态，而后，8月、9月增加了跟踪的频率，总共跟踪17次，最大总烃值在9月13日，达259.90μL/L。从7月19日开始，便发现有微量乙炔存在。故而，变压器的内部可能有发热缺陷存在。为尽快寻找到变压器的内部是否真的有局部放电促使发热缺陷存在，便需通过超声波的局放测试手段来测试该变压器。

2、超声的局放定位

2.1超声的局放检测

针对于220kv2号变电站主变压器实施实施超声局放的检测操作，把超声局放的检测探测头12个均布置于变压器的油箱所在四个侧面上实施探测操作，经探测后发现变压器的高压侧B相、低压侧，其所对应位置均接受了＞10mV信号。此次测量超声波的信号幅值为35dB-dB范围，以50dB为最大的幅值，信号频繁发生异常触发状况，9号的探头处周期性的规律相对较强，信号撞击的图谱局放性特征明显。探头位置经调整处理后，同等位置上还会接收到强烈的信号。通过分析超声波检测信号特征的统计谱图可了解到，局部超声已检测到其局放疑似存在着信号，统计超声波的信号及50Hz的电源同步关联。

2.2实施超声的局放定位操作

为更好地确定好局放具体位置，需把探测头均集中在高压侧的B相与低压侧侧的10kv出线周边位置，重复移动该探测头实施测试操作，经测试后发现布置两侧的探测头可频繁接收局放的信号，实际幅值为10mV，属于间歇性的出现。排除周边噪声干扰及分接的开关动作形成干扰可能性，定位信号源。通过分析定位结果及信号特征的信息图，可了解到，定位原点处高压侧的左下位置，X轴的高压侧C相逐渐沿着水平方向指向于A相，而Y轴的垂直及底座均处于自下而上方向，Z轴的高压侧主要指向于低压侧的方向。经周密分析可了解到，超声信号的来源主要集中于该变压器的顶部中心点周边位置，频繁接收信号。结合着变压器结构图，其局放源临近于铁心位置周边。超声局放的定位操作完毕后，便需进行停电处理申请。

3、变压器的停电试验

为能查找到变压器的油总烃实际超标因素，找到局放点具体位置，需针对于该2号的主变电器实施停电检测操作，检查试验更改变电器，最终试验结果表明合格。停电的检测试验操作后证明了该变压器的直流电阻及绝缘电阻均未曾有异常状况出现，结合该超声局放的定位针对于变压器的总烃超标方面问题形成因素予以综合分析及确定，此变压器的铁心绝缘有局部放电情况存在，寻找该铁心硅的钢片有多点接触情况存在，其内部短路逐渐形成了环流，促使局部有发热情况出现，油经分解之后会有气体形成，增加了总烃。铁心内有3mm-5mm油道存在着，油循环逐渐是经油道来实现铁心散热。如果铁心内部有多点接触状况存在，促使环流形成，引起发热与较大负荷情况。在负荷增加到一定程度后，油道散热的能力会处于不足状态，抵消掉环流所产生热量，温度会随之升高，会有烃类气体产生。符合于此主变压器实际状况，在负荷＞100MVA期间，其总烃含量处于持续增长状态；负荷＞130MVA期间，其总烃含量仍然处于持续增长状态。

4、吊罩现场检查

为能够更加有效地验证该超声局放的定位及最终分析结果，需针对此主变压器实施吊罩现场检查操作，经检查后发现，其余位置并无异常状况存在，在对变压器的铁心进行检查期间，发现该变压器的铁心中绝缘油道4组存在着不规范接地安装与虚接等问题状况。级间的短接片处两端距离油道处于6mm-7mm范围，短接片被解开之后，经测量操作发现其级间存在着放电声与短路情况，该问题状况发生原因主要在于金属粉尘及其余杂质所形成磁链与铁心内框的硅钢片相应边角片之间的绝缘能力处于降低状态、因铁心有感应电位存在着，绝缘油道之间绝缘逐渐降低期间，铁心级层主要是经短接片的产生环境，促使铁心有发热情况出现，这是此次高热热过热及油内总烃含量的超标值所应当注意的一方面因素。

5、结语

综上所述，经过针对某220kv2号变电站主变压器实施油色谱预防性的离线测试操作，发现油内总烃含量存在着已超出注意值这一方面问题状况，经周期缩短，油色谱的综合分析后，跟踪检测该变压器总烃含量。经跟踪检测后发现，该变压器总烃含量呈快速增长趋势，运用超声的局放检测该变压器之后，可定位出此变压器的内部铁心实际位置上可能有放电情况存在。针对此变压器实施停电吊罩现场检查操作后，可发现该铁心内绝缘油道4组接地存在着不规范化安装及虚接问题状况，级间的短接片所在两端位置离油道之间距离为6mm-7mm范围，将短接片解开之后，经测量操作后发现其级间存在着放电声及短路等问题状况，基本验证更改超声局放的定位最终结果有效性及精准性，能够为今后相关问题有效处理提供帮助，超声局放的定位该项技术应用价值较为突出，值得在今后变压器的故障检测各项技术工作中进一步推广及运用。

参考文献：

[1]李亮,刘奎,雷成.超声局放定位技术在主变故障诊断中的应用[J].电工技术,2016,31(12):305-307.

[2]WendouAN,SunC,YangJI,etal.STUDYONTHEFAULTDIAGNOSISOFPARTIAL-DISCHARGEFORTHEELETRICPOWERTRANSFORMERBASEDONWAVELETTRANSFORM[C].WaveletAnalysis&ItsApplications,&ActiveMediaTechnology-theInternationalComputerCongress.,2017,17(6):627-629.

[3]刘伟,刘宏亮,高树国,.电力变压器局部放电检测技术应用分析[J].河北电力技术,2017,13(01):1026-1027.