变压器局部放电的电_声联合检测技术应用_陆瑾

第34卷　第9期2006年9

月Vol.34　No.9 Sep t.　2006

变压器局部放电的电—声联合检测技术应用

陆　瑾1,袁聪波2,孙　骏3,邵　东4,金运敏4

(1.上海电力变压器修造有限公司,上海　200436;2.上海超高压输变电有限公司,上海　200063;

3.上海电力设计院有限公司,上海　200025;

4.上海致达智利达系统控制有限责任公司,上海　200333)

摘　要:介绍了局部放电检测中电—声联合检测技术的应用,并对采用此检测原理的变压器局部放电在线检测设备作了论述。

关键词:变压器;局部放电;脉冲电流;超声波

作者简介:陆　瑾(19752),男,工程师,从事变压器设计工作。

中图分类号:T M403.3 文献标识码:B 文章编号:100129529(2006)0920078204

Appli ca ti on of electr i c ity and no ise com b i n ed detecti n g technology to tran sfor m er

parti a l d ischarge detecti on

LU J in1,YUAN Cong2bo2,SUN Jun3,SHAO D ong4,J I N Yun2m in4

(1.Shanghai Power Transf or mer Repairing&Manufacturing Fact ory Co.,L td.,Shanghai200436,China;

2.Shanghai Extra H igh Voltage Power Trans m issi on Company,Shanghai200063,China;

3.Shanghai Electric Power Design I nstitute Co.,L td.,Shanghai200025,China;

4.Shanghai ZeniTek Genesis Syste m Contr ol Co.,L td.,Shanghai200333,China)

Abstract:The app licati on of electricity and noise combined detecting technol ogy t o partial discharge detecti on is intr o2 duced,and the on2line detecting equi pment using the technol ogy t o detect transf or mer partial discharge is illu m inated. Key words:transf or mer;partial discharge;pulse current;ultras onic

对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。局部放电若长期存在,在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验,不但能够了解设备的绝缘状况,还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题,确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此,我国国家标准和国际电工委员会都对此提出了相应规范。

基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现象的研究,局部放电检测技术中也相应出现了电检测法和光测法、声测法、红外热测法等非电量检测方法。近年来,随着变频电源的广泛应用,一些变频系统绝缘出现过早老化的情况,在脉冲条件下的局部放电检测也引起人们的关注。

1　声—电联合检测技术概述

1.1　电检测法

局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质,引起试样外部电极上的电压变化。另外,每次放电过程持续时间很短,在气隙中一次放电过程在10ns量级;在油隙中一次放电时间也只有1m s。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰电压法、介质损耗分析法等等。

(1)脉冲电流法

脉冲电流法的基本测试回路分为直测法和平衡法2种,直测法常遇到各种干扰,特别是在现场环境下,会严重影响测试灵敏度。而平衡法由于其抑制共模干扰的优良性能,得到广泛采用。平衡法测试回路有西林电桥、差分电桥以及双电桥等形式。目前西林电桥干扰抑制比可达到几十,差分法可达到数百甚至上千。但是,平衡法的测量灵敏度一般比直测法低。脉冲电流法应用广泛,目前市场上大部分电类局部放电测试仪都采用直测法回路,如瑞士Haefely公司的TE571局部放电测试仪等。

(2)无线电干扰电压法(R I V)

陆　瑾,等　变压器局部放电的电—声联合检测技术应用79(总861)

国外目前仍有采用无线电干扰电压表检测局部放电的运用,在国内,常用射频传感器检测放电,故又叫射频检测法。较常用射频传感器有耦合电容传感器、Rog owski线圈电流传感器和射频天线传感器等。R I V方法能定性检测局部放电是否发生,甚至可以根据电磁信号的强弱,对电机线棒和没有屏蔽层的长电缆进行局部放电定位;采用Rogowski线圈传感器也能定量检测放电强度,测试频带较宽(1～30MHz),现场测试证明,该方法具有较好的实用价值。

(3)超高频(UHF)局部放电检测技术

超高频检测又分为超高频窄带检测和超高频超宽频带检测。前者中心频率在500MHz以上,带宽十几MHz或几十MHz,后者带宽可达几GHz。由于超高频超宽频带检测技术有噪声抑制比高、包含信息多等优点受到人们的关注,通常所说的超高频检测技术即指超高频超宽频带检测。用于超高频局部放电检测的传感器主要为窄带天线传感器。目前,窄带天线传感器已在检测大型电力变压器、GI S、电力电缆等设备的局部放电上有相关应用。

1.2　超声波检测法

介质中发生局部放电时,其瞬时释放的能量将放电源周围的介质加热使其蒸发,此时放电源如同一个声源,向外发出声波。由于放电持续时间很短,所发射的声波频谱很宽,可达到数MHz。要有效检测声信号并将其转化为电信号,传感器的选择是关键。常用的声传感器有用于气体中的电容、驻极体和动态等麦克风,用于液体中类似于声波的所谓水中听诊器,用于固体中的测震仪和声发射传感器。

较之电测法,声测法在复杂设备放电源定位方面有独到的优点。但是,由于声波在传播途径中衰减、畸变严重,声测法基本不能反映放电量的大小。这使得实际中一般不独立使用声测法,而将声测法和电测法结合起来使用则可以得到较为准确的在线检测数据。

2　电—声联合局放在线监测系统的原理与组成

2.1　系统构成

采用电—声联合检测技术应用于大型电力变压器局部放电在线检测的系统见图1。系统中本地主机处理从传感器获取的信号并将其数字化,而采用上位机进行局放信号的筛选、分析并完成局放脉冲数值记录、监测局放量发展状况等功能

。

图1　变压器局部放电在线检测系统示意图

该装置所采用的传感器分别为超声波传感器(AE)与射频电流传感器(RFCT),AE传感器用于测量伴随局部放电产生的超声波信号,RFCT传感器则用于检测高频脉冲电流。由于高压设备四周总是充斥着各类噪声,因而要求检测系统具有高性能系统配置及信号处理能力以便检测设备内部产生的微弱局放信号。因此,系统同时配有两类传感器,并采用不同的信号处理技术,在时域中同步分析交变场中的检测信号。

2.2　电—声联合检测系统的特点

检测方法方面:系统同时采用电—声联合检测法,较单一测试方法更为灵活、可靠;各通道检测图可分别采用二维、三维及其他方式显示。

由于对单台变压器在线检测至少采用4个超声波传感器,故系统可针对某个局放脉冲计算出声源参考位置;超声检测主要用于定性判断局放信号的有无,以及结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。在电力变压器的在线检测中,它是主要的辅助测量手段。

此外,系统将射频检测法应用于局放在线检测。它在脉冲电流法的基础上,利用Rogowski线圈从变压器的接地线处测取信号,这样测量的信号频率可以达到30MHz,大大提高了局部放电的测量频率,同时测试系统安装方便,检测设备不改变电力系统的运行方式。装置中采用了开合钳式射频电流传感器,自变压器油箱接地线上取脉冲电流信号,故安装无需设备停电。

2.3　局放脉冲识别及计数

(1)局部放电脉冲的识别

系统仅将同时满足3个条件的信号认作局部

80(总862

)2006,34(9)

放电信号。首先,系统必须至少检测到高于阈值的3个连续脉冲;其次,超声波信号波形的峰—峰值频率(T 1)须介于100～300kHz;而射频频电流信号波形的峰—峰值频率(T 1)须介于100～3MHz;最后,信号包络时间(T 2)应在500μs 内。若3个条件同时能满足,则系统记录为1个局放脉冲计数,见图2

。

图2　局部放电信号的判别条件

此外,系统另设有其他相应的局放脉冲识别标准及条件,由此系统提出变压器在线条件下得

到的局部放电检测指标为pp s (1s 局部放电脉冲计数),进而可对该指标进行阶段性趋势分析,如按照月或年度时间跨度进行局放发展趋势分析。

(2)阈值设置

系统的阈值设置一类用于硬件脉冲计数,另一类用于软件脉冲计数。阈值设定范围为-2000～+2000mV 。阈值是测量局放脉冲的重要参数,

为提高测量精度则需根据系统安装及环境条件选取适当的阈值。其中,硬件脉冲计数阈值设定于系统安装完毕后,通过检测各通道脉冲幅值而确定背景噪声水平,并将阈值设定介于背景噪声及局放信号间使其优化。而软件脉冲计数阈值设定则可借助于软件带通滤波功能尽可能滤除信号中的噪声后,确定信号中噪声水平。随后将阈值设定于噪声及局放信号间使其得以优化。2.4　局部放电检测的电磁干扰及抑制

变压器局放现场测量环境的严重电磁干扰大大降低了检测的灵敏度,有时甚至使得测量根本无法进行,因而有效地抑制电磁干扰是电力变压器局部放电检测技术的关键之一。

局部放电检测的干扰是多样的,按照时域波形可分为周期性干扰、脉冲型干扰和白噪声。周期性干扰包括系统高次谐波、载波通信以及无线电通信等等;脉冲型干扰分为周期脉冲型干扰和随机脉冲型干扰。周期脉冲型干扰主要由电力电子元件动作产生高频涌流引起;随机脉冲型干扰

包括高压输电线上的电晕放电、其他电力设备的局部放电、分接开关动作产生放电以及接触不良产生的悬浮电位放电等;白噪声包括线圈的热噪声、地网噪声、配点线路和变压器继电保护信号中的耦合进入的各种噪声以及检测线路中的半导体器件的噪声等。

(1)针对不同类型干扰采用的抑制方法周期型干扰也称为窄带干扰,具有强度大且相位比较固定的特点。大多采用频域方法处理,主要包括:FFT 阈值滤波器、自适应滤波器、固定系数滤波器和带阻滤波器等。随机型干扰较难剔除,干扰和局部放电信号在频域有相似性,因而多在时域考虑。与局部放电信号混杂在一起的白噪声是一均值为零的平稳随机喜好,属于宽带干扰信号。

(2)滤波器设置系统滤波功能应分为带通滤波器、带阻滤波器以及自适应滤波器三类。系统用于处理RFCT 传感器信号的频率范围为100kHz ～5MHz;带阻滤波器仅滤除频率介于高频及低频间信号,其他频率的信号均可通过。在波形检测过程中可采用该滤波器滤除干扰,而自适应滤波器滤除波形检测过程中的某些连续噪声。存在某些较强连续噪声的环境中,可采用该滤波器,但滤波器上限截止频率应小于等于1/2采样频率。

3　局部放电的定位和模式

超声波定位方法的原理是通过测量超声波传

播的时延来确定局放源的位置,分为电—声定位和声—声定位。电—声定位的关键参数是放电点至传感器之间的声波直接传播时间T ,近似为电、声信号的时间差。变压器内部发生局部放电时,不但在变压器各引出端产生高频脉冲电信号,同时产生超声波、超声波在变压器内部以球面波的方式向四周传播。对某一路局部放电脉冲进行采样时,设定采集卡的采样频率后,对属于同一局放源的电脉冲及超声波脉冲进行局部放电脉冲识别,进而获取各超声波信号相对于电脉冲的时延(t 1～t 5)。将变压器内部按空间分成若干个体单体后,将超声波等值波速作为定位算法中的变量运用单元模块搜索技术,通过计算所有体元与各超声波探头之间的超声波传播所需时延范围进而可针对某个局放脉冲测定出局放源的参考位置。

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月Vol.34　No.9 Sep t.　2006

125MW机组调节系统改造方案的选择

张蕾蕾,谢　超,周　全

(大唐南京下关发电厂,江苏南京　210011)

摘　要:国内125MW机组增容改造的同时,大多同步实施调速系统改造,以提高机组调节系统的控制水平。详细介绍了某电厂2台125MW机组调节系统改造时对各种方案选择进行的分析对比,最终选择上海新华控制工程有限公司高压纯电调方案,改造后,运行情况良好。

关键词:汽轮发电机组;汽轮机调节系统;机组自动化

作者简介:张蕾蕾(19622),女,工程师,从事汽轮机技术管理工作。

中图分类号:T M712 文献标识码:B 文章编号:100129529(2006)0920081204

Selecti on of retrof it sche m es for regul a ti on syste m s of125MW un its

ZHAN G L ei2lei,X IE Chao,ZHOU Q uan

(Datang Nanjing Xiaguan Power Plant,Nanjing,210011,China)

Abstract:To most125MW units in China,their capacity2increasing retr ofits are al w ays perfor med t ogetherwith retr o2 fits of s peed regulati on syste m s t o i m p r ove the contr ol level of the unit′s regulati on syste m.After analyzing and com2 paring the vari ous sche mes f or regulati on syste m retr ofit of t w o125MW units,the sche me of high p ressure pure elec2 tr o2hydraulic regulati on p r oposed by Shanghai Xinhua Contr ol Engineering Co.,L td.was selected.The unit operates nor mally after the retr ofit.

Key words:turbo2generat or unit;stea m turbine regulati on syste m;unit aut omati on

当其中一路超声信号的电声时延测量有较大误差时,仍可得到较精确的定位结果。

局部放电的模式识别可分为统计分析法和时域分析法两类。统计分析法一般基于传统的低频、窄带局部放电测量,是在相域空间上进行的,也是指针对局部放电的统计分布谱图进行的。目前常见的有基于二维分布图及Q2N2Φ三维分布图的统计分析法、频域分析法等。时域分析法是针对高速采集一次放电产生的时域脉冲所得到的波形特征或相应的变换结果进行模式识别。

4　结语

局部放电检测研究的最终目的是实现局部放电的在线检测,随着信号处理和计算机技术的不断提高,局部放电电信号检测将为电力变压器局部放电的实质和放电程度等提供较为满意的分析和判断。

超声诊断主要用于局部放电的定位,电—声联合诊断局部放电将有很广泛的应用前景。在线监测系统表现出较强的抗干扰特性,提供的数据比较客观地反映了被监测电力变压器的运行状态,并为现场工作人员诊断设备状态时提供了较好的辅助作用,能为电力变压器的状态检修提供比较可信的依据。

收稿日期:2006207220

目前,国内大部分125MW机组在进行增容改造的同时,同步实施DCS和DEH改造,以进一步提高机组的自动化程度和控制水平。汽轮机调节控制系统是电厂自动化系统的重要组成部分,是机组自动化改造的基本内容之一。调节系统改造方案较多,如何选择一高可靠性、高安全性及又能满足实际需要的改造方案是值得探讨与研究的。现就某电厂在125MW机组调速系统改造中对各种方案进行的分析与对比作一阐述。

1　改造前设备状况

该厂两台125MW机组是上海汽轮机厂生产

变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较

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。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

主变压器在线监测装置配置分析.

分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。 1.前言 大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。 主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。 2.变压器油色谱在线监测 变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。 该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。 3.变压器光纤测温在线监测 变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个

对电缆局部放电定位方法的探讨与研究

对电缆局部放电定位方法的探讨与研究 发表时间：2016-10-08T13:17:06.183Z 来源：《电力设备》2016年第13期作者：文胜格 [导读] 总结各个方法的特点，并有针对性的提出建设性意见，以促进缆局部放电检测方法的正确选用。 （广州南方电力技术工程有限公司 510000） 摘要：近年来电缆局部放电的测量技术发展较快，方法较多，本文对当下局部放电检测的部分方法进行分析和对比，总结各个方法的特点，并有针对性的提出建设性意见，以促进缆局部放电检测方法的正确选用。 关键词：电缆；局部放电；定位 1 电力电缆局部放电的原因 局部放电指的是在电场发挥作用的情况下，电力设备中只有部分位置出现放电现象，但导体并没有被电压击穿形成放电通道，也就是击穿的情况还没有发生。局部放电出现的主要的原因是电介质的分布不均匀，绝缘体各个部位所处的电场强度不一，一些位置出现的电场强度达到了击穿场强的程度，就会导致放电的情况发生，但其他部分仍然具备绝缘性能。电气产品当中的固、液绝缘体在制作的过程中不可能处于非常致密的状态，其中就会有一些杂质，这些杂质就是一些碎粉、气泡等。制作的过程中造成绝缘老化的现象，而另一些则是在使用的过程就导致了老化的情况出现。这些杂物的电导和介电常数和一般的绝缘物之间存在差异，在外部电压的作用下，就会获得相对更高的场强。在外部电压持续升高到一定程度之后，这些杂物的场强就会比附近的场强高，这个部位就会出现局部放电的情况。 2 电力电缆局部放电定位方法分析 2.1 光学方法 迈克尔逊干涉法是一种使用光学手段处理局部放电的方法。这种检测方法当中主要由光源、光纤绕圈传感器和光纤耦合器等部分组成。整个系统的光源首先发射出两道光，其中一道在信号臂光纤之中运行，另外一道则在参考臂光纤之中运行，超声波对前者光纤的绕圈探头发挥作用，另外一个耦合器就会将两道光实施重复性的耦合，两道光开始互相干扰，随后顺着光纤原路回到光敏元件之中，进而得到电信号，在对信号进行调试之后，对检测得到的外部放电信息进行还原破解。光学传感器作为一种正在研究中的新型局放传感器，具有灵敏度高、传输距离远、无需供电、光性佳、损耗低等优点，是一种很有前途的传感器。问题就是其灵敏度不足、无法抵御来自多个方向的干扰，由于其安装复杂、传输所用的保偏光纤价格高等原因，离实际应用还有一定的距离。具体过程见图1。 图1 迈克尔逊干涉超声—光检测系统 2.2 差分法 差分法是日本最开始研究出的一种方式，其基本原理见下图，使用两块金属箔专用的粘合剂, 将其黏在电缆中部接头两边的金属屏蔽层之上，无需接触电缆或接头内部的任何部件，故不影响原有的绝缘性能，而且安装也很简单，适用于现场及在线监测。金属箔与屏蔽层之间就可以形成差不多2000pF 的等效电容。然后将其个电阻值为50Ω 的电阻放置在两块箔之间，在上述电容的支持下，就可以形成一个检测回路。如果电缆中的某个部分出现放电，电力产生的信号和绝缘层的等效电容就发生耦合效应，回路就会出现电流，电阻就能捕捉相应的信号。可能检测时受到环境因素影响，环境湿度和周围电器的使用都可能对金属箔稳定性产生影响，并且易受外界电磁噪声干扰，所以必须保证检测环境的良好。 图2 差分法检测构成和原理图 2.3 方向耦合 方向耦合传感器在使用和安装的过程中需要将其安装电缆的外半导体层和金属屏蔽层之间，并且在电缆接头两侧都安置方向耦合器。如果电缆中存在局部放电情况，其信号就会在其中存在传输的状况，于是在等效电容和线圈之中就可以检测到脉冲信号。如果只有A 点和C 点检测到脉冲，说明接头左侧有局部放电故障；B 点和C 点检测到脉冲就说明是接头处有局部放电故障；如果B 点和D 点检测到脉冲就说

变压器局部放电试验

变压器局部放电试验内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

变压器局部放电试验 试验及标准 国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图5所示。其试验步骤为：首先试验电压升到U 2下进行测量，保持5min ；然后试验电压升到U 1，保持5s ；最后电压降到U 2下再进行测量，保持30min 。U 1、 U 2的电压值规定及允许的放电量为 U U 2153=.m 电压下允许放电量Q ＜500pC 或 U U 213 3=.m 电压下允许放电量Q ＜300pC 式中 U m ——设备最高工作电压。 试验前，记录所有测量电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的50%。 测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自耦连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端，也应同时测量，并分别用校准方波进行校准。 在电压升至U 2及由U 2再下降的过程中，应记下起始、熄灭放电电压。 在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量Q 。放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。整个试验期间试品不发生击穿；在U 2的第二阶段的30min 内，所有测量端子测得的放电量Q ，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。 如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到此后30min 的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。利用变压器套管电容作为耦合电容C k ，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Z k 。

谈变压器的局部放电

谈变压器的局部放电 (1) 2009-01-21 09:26:10 来源：输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第77期浏览次数：306 介绍了变压器局部放电的基本原理及产生的原因和危害，并提出了降低局部放电产生的措施。 关键字：变压器；局部放电；预防措施 1 前言 对变压器局部放电试验，我国在初期阶段是对220kV级及以上变压器执行。 后来新IEC标准规定，当设备最高工作电压Um≥126kV时，就要做变压器局部放电测量。国家标准也做了相应的规定，对设备最高工作电压Um≥72.5kV，额定容量P≥10000kVA的变压器，如无其他协议，均应进行变压器局部放电测量。 局部放电试验方法按GB1094.3-2003中规定执行，局部放电量标准规定应不大于500pC。但用户经常要求小于等于300pC或小于等于100pC，这种技术协议要求，就是企业的产品技术标准。 我国在大量生产500kV级变压器后，对750kV、1000kV级超高压变压器及超高压换流变压器的生产正在快速发展，并跻身于世界发达国家行列。因此，电力部门对变压器产品局部放电的要求也越来越高，局部放电引起了生产企业的高度重视。为进一步提高变压器的产品质量，笔者对油浸式变压器在生产企业经常出现的局部放电问题进行了探讨，并对降低变压器局部放电量提出了具体措施。 2 局部放电及其原理 局部放电又称游离，也就是静电荷流动的意思。在一定的外施电压作用下，在电场较强的区域，静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离，但并不形成绝缘击穿。这种静电荷流动的现象称为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称为电晕。 变压器油内存在着大量的正、负离子和极性分子。因正、负离子的数量相等，故在油中不显电性。由于绝缘纸板对油中的负离子和极性分子有吸附作用，使油中电荷产生了定向移动。 在强油导向冷却系统中，当开动油泵后，在器身内部流速较快的区域，油中的正离子被流动的油带走，使正、负离子产生分离。这样就产生了油带正电，固体绝缘材料带负电，其带有电量相等、符号相反的电荷。 电荷分离之后，可能沿着导电通路向大地泄漏，也可能与异性离子复合成中性分子。这种使电荷减少的过程，电荷松弛，但电荷松弛的速度远远慢于电荷积累的速度。 在相同条件下，油中含水量少，电荷密度会增加；而含水量多，电荷密度则

智能变压器状态在线监测技术方案

智能变压器状态监测系统技术方案 一、智能变压器状态监测系统 智能变压器作为智能变电站的核心组成部分，其建设获得了越来越多的关注。根据现行的标准，智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站互动的变电站。智能变压器在线监测系统是保证变压器正常工作并预估设备的损耗以建立合理的检修计划，智能变压器在线监测系统是实现智能变电站的基础设备之一。 变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化等等，已成为故障发生的主要因素。同时，客观上存在的部分工作人员素质不高、技术水平不够或违章作业等，也会造成变压器损坏而造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。 正因为变压器故障的不可完全避免，对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性。但是，变压器的故障诊断是个非常复杂的问题，许多因素如变压器容量、电压等级、绝缘性能、工作环境、运行历史甚至不同厂家的产品等等均会对诊断结果产生影响。 智能变压器状态监测系统构架如图1-1所示：

电气设备局部放电检测技术的思考

电气设备局部放电检测技术的思考 发表时间：2018-05-02T11:44:18.290Z 来源：《科技中国》2017年11期作者：安军红[导读] 摘要：在电气设备中，局部放电检测技术是一种公认的绝缘状态评判办法，目前该技术的应用尤为广泛，且成效显著。设备局部放电过程中，会在周边的空间中产生电气、声、光等变化，而伴随着这些变化的产生，可为设备绝缘状态提供相应的检测信号。本文主要对电气设备局部放电检测技术进行了研究和思考。 摘要：在电气设备中，局部放电检测技术是一种公认的绝缘状态评判办法，目前该技术的应用尤为广泛，且成效显著。设备局部放电过程中，会在周边的空间中产生电气、声、光等变化，而伴随着这些变化的产生，可为设备绝缘状态提供相应的检测信号。本文主要对电气设备局部放电检测技术进行了研究和思考。 关键词：电气设备；局部放电；检测技术；绝缘介质；高场强区域前言：局部放电与闪络和击穿不同，其属于绝缘部分区域的微小击穿。而电器设备中的绝缘材料通常都是由有机材料构成，如环氧、绝缘纸等等，由于其在运行过程时常出现杂质和气泡问题，进而使绝缘介质表面产生高场强区域，最终出现了局部放电的现象。 1电气设备局部放电检测技术局部放电测量工作通常都是在设备运行、现场试验以及设备出厂的过程中进行，借助局部放电定位、模式以及强度等因素，对测量结果的精准性进行判断。在此过程中，检测技术处于基础与核心的地位。结合上述几个重要因素，可对介质的绝缘状态进行精准、合理的评估。具体分析如下： 1.1脉冲电流法 目前，该方式是唯一具有国际认证标准的检测方法，其主要是借助设备的接地点和中性点，对局部放电所导致的脉冲电流进行测量，由此可精准获得放电频次、放电相位以及实际放电量等信息。在传统的测量方式中，通常可分为窄带测量和宽带测量2种。前者频带宽度较窄，通常保持在9~30KHz之内，具有强大的抗干扰能力和较高的灵敏度，但缺陷在于信息丰富度低和脉冲的分辨率低等等。后者在应用过程中，检测频率范围在30~100KHz之间，具有信息量丰富、脉冲分辨率高峰优势，但缺陷在于噪音比较低。 基于上述两种检测方式中存在的缺陷和不足，目前，相关学者尝试将更高检测频率应用于实践测量工作中，如测量阻抗，其宽带频率为30KHz，该方式主要借助了特殊的数据处理办法，对噪声加以剔除，并结合脉冲表现特征中局部脉冲和噪声脉冲之间的差别，实现了脉冲在频域和时域的变换，并对各脉冲的等效时间和宽带进行精准计算。该方式目前的应用十分广泛，其在局部放电识别、分离等领域也具有着十分突出的效果[1]。 1.2特高频检测法 设备在局部放电过程中，所产生的电磁波谱特性与放电间隙绝缘强度和电源的几何波形之间存在着十分密切的关系。若实际的放电间隙较小，则高频电磁波的辐射水平也就比较高。 特高频检测方式起初在气体组合电器（GIS）中应用较为广泛，据相关研究实验表明，在GIS中局部放电中，信号通常都是以横磁波、横电波以及横电磁波等形式传播。发生于变压器中的局部放电，由于绝缘结构具有一定的复杂性，进而导致电磁波在传播的过程中出现了衰减和折反射的现象，与此同时，变压器内箱壁同样也会影响电磁波传播，进而大幅度增加了局部放电测量工作的难度。基于上述情况，相关研究人员又开展了一系列的实验研究，如将特制的高频天线应用于变压器油阀中，使油箱内壁和天线保持在同一平面，并借助波导结构将所获取的信号导入到检测装置中，以此降低电磁波传播过程中产生的衰减，从而大幅度提升测量结果的精准性和测量过程的灵敏性。与此同时，研究人员还对变压器进行了深入分析和实验，即在其顶部开设介质窗，特高频天线便可借助该窗口对局部放电信号进行提取，该方式的实践应用效果尤为显著[2]。 1.3超声波检测法 GIS、变压器等设备在产生局部放电现象的过程中，通常都会经历电荷中和的过程，与此同时，也会产生一定的电流脉冲，最终产生类似于“爆炸”的现象，在结束放电之后，发生膨胀的区域才会慢慢恢复至原有体积。局部放电主要是脉冲形成，由此也会产生一系列的声波，另外，超声波检测法在具体应用的过程中，还可实现对机械波的检测，并以此判断颗粒实际的运动状态。 局部放电过程中，声波频率通常在10~107Hz，随着电气设备、环境条件、传播媒介、放电状态的不断变化，声波频率也会随之发生一定改变。在GIS中，局部放电不仅会产生声波，同时还伴有操作、机械振动、颗粒碰撞等产生的声波，但频率通常都比较低，在检测GIS局部放电的过程中，超声波传感器的谐振频率通常保持在25kHz左右，但在变压器中，则通常保持在150kHz左右。 相关研究人员借助超声传感器，实现了模型内部缺陷的检测，并通过超声符号的分量和幅值等因素，对缺陷类型进行精准定性，通过对超声信号进行分析，可对自由颗粒的实际移动方向进行精准推测。而变压器局部放电测量装置的诞生主要是依靠了LABVIEW平台，通过实验室研究，发现该装置在应用的过程中，可精准的获取局部放电量、模式以及放电位置等信息。 2局部放电检测技术存在的不足及未来发展途径电气设备局部放电检测技技术经常长时间的发展和应用，目前已经逐渐形成完善的检测流程和方法，其中，具有代表性的要数超声检测法和特高频检测法，其与常规的检测技术存在较大差别。在实际应用的过程中，可查找出很多绝缘缺陷问题，降低了事故问题的发生概率。但局部放电的故障和缺陷往往是针对于电气设备而言，若设备的电压等级较高，则一般无法从根本上解决顽疾问题。具体缺陷和发展途径分析如下：第一，在线监测和带电检测在具体应用的过程中，最显著的问题在于其自身存在的不可靠性，且缺乏完善的测试标准和准入机制，进而直接对监测低结果造成不良影响。解决该问题的办法，一方面要确保装置本身的灵敏性、精准性和可靠性，为此，需对信号分析技术、数据采集技术以及传感器技术等进行深入分析；另一方面，还应强化装置的检测力度，并对其质量加以控制[3]。 第二，GIS、变压器等设备在局部放电的过程中，最为常见的测量方式为超声波法和特高频法。但在实践应用的过程中，发现上述两种测量方式并不能发现设备内部的所有缺陷，可见，其仍存在较多缺陷问题。基于上述情况，相关研究人员已将检测技术的深入研究作为工作重点，且也开发出很多全新的检测方式，如光检测法、化学检测法等等，虽然这些技术目前均处于应用的初级阶段，存在一定的缺陷和不足之处，但随着科学技术的不断发展以及人员研究力度的不断加大，检测技术在未来发展过程中必定更加完善，其应用效果也会得到显著提升。

变压器局部放电的原因分析

变压器局部放电的原因分析 其一，由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电；其二，变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电；其三，如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。 局部放电的危害及主要放电形式 2.1 局部放电的危害 局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。通常情况下局部放电是不会造成绝缘体穿透性击穿的，但是却有可能使机电介质的局部发生损坏。如果局部放电存在的时间过长，在特定的情况下会导致绝缘装置的电气强度下降，对于高压电气设备来讲是一种隐患。 2.2 局部放电的表现形式 局部放电的表现形式可分为三类：第一类是火花放电，属于脉冲型放电，主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电；第二类是辉光放电，属于非脉冲型放电；第三类为亚辉光放电，具有离散脉冲，但幅度比较微小，属于前两类的过渡形式。 3 变压器局部放电检测方法 变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。 3.1 脉冲电流检测法 这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。 3.2 化学检测法 化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强，基本上能够达到不受电磁干扰的程度，也比较经济便捷，还具有自动识别功能；但该检测方法也存在一些缺点：由于生成物的产生过程时间较长，故此延长了检测周期，只能发现早期故障，无法检测突发故障，并且该

变压器绕组的局部放电定位研究_罗旖旎

试 验 研 究 变压器绕组的局部放电定位研究 罗旖旎1，黄超2 （1．长沙电力职业技术学院，湖南长沙410000；2．长沙理工大学电气与信息工程学院， 湖南长沙410076） 摘要：通过ATP－Draw建立了变压器单绕组模型，模拟了局部放电脉冲在绕组中的传播过程，并介绍了基于分段绕组传递函数的局部放电定位方法。 关键词：变压器；绕组；局部放电；传递函数 中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）03－0043－04 Research on Partial Discharge Location in Transformer Winding LUO Yi－ni1,HUANG Chao2 （1．Changsha Vocational＆Technical College of Electricity,Changsha410000,China; 2．Changsha University of Science＆Technology,Changsha410076,China）Abstract：The model of single phase transformer winding is established by ATP－Draw．The propagation process of partial discharge pulses along the windings is simulated．The method of partial discharge location based on the theory of sectional winding transfer functions is introduced． Key words：Transformer；Winding；Partial discharge；Transfer function 1引言 变压器的绝缘状况是影响电力系统安全稳定运行的重要因素，而变压器内部产生的局部放电又是导致绝缘劣化的重要原因，因此，局部放电监测对于变压器的安全运行来说是十分必要的。 笔者通过ATP－Draw建立单绕组模型，模拟了局部放电脉冲的传播，分析了局部放电脉冲的传播特性，如信号能量和幅值衰减、波形畸变和延时等。通过MATLAB程序计算了这些特性与变压器绕组和绝缘结构、脉冲传播的路径和距离存在的关系，并在此基础上进行了研究分析，介绍了基于分段传递函数这一电气定位方法，实现了对变压器单个点局部放电的精确定位。 2仿真分析 随着计算机技术的发展，仿真受到了更多学者们的青睐。由于许多试验是破坏性的、不可逆转的或者是根本无法模拟的，因此无法在现实中进行，而仿真则弥补了这些缺陷。它具有灵活、适应 性强、经济、省时而且能重复进行的特点。为了对变压器局部放电源进行电气定位，需要了解在不同位置发生的放电脉冲沿绕组传播至测量点的变化规律，探求放电位置不同时脉冲传播的差异，利用ATP－Draw仿真软件结合MATLAB能很好地对此进行研究。 2．1建立单绕组模型 变压器绕组实质上是由类似均匀传输线的导线绕制而成，传播局部放电信号的变压器绕组可认为是一个分布参数网络。在ATP－Draw中变压器单绕组模型如图1所示，其中R、L、C、K分别是绕组单位长度的电阻、主电感、对地电容和纵向电容。从图1中可见，该模型由N个相同结构的段落组成，并在 0123N－1 N－2N R L K C y1 y2 x x 图1变压器绕组模型 Fig．1Model of transformer winding 第46卷第3期 2009年3月TRANSFORMER Vol．46 March No．3 2009

变压器局部放电试验方案

变压器局部放电试验方案批准：日期： 技术审核：日期： 安监审核：日期： 项目部审核：日期： 编写：日期： 2017年4月

1概述 变压器注油后已静置48小时以上并释放残余气体，且电气交接试验、油试验项目都已完成，并确认达到合格标准。 2试验地点 三明110kV双江变电站 3试验性质：交接试验 4试验依据 DL/T417-2006《电力设备局部放电现场测量导则》 GB1094.3-2003《电力变压器第三部分：绝缘水平绝缘试验和外绝缘空气间隙》GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》 Q/FJG 10029.1-2004《电力设备交接和预防性试验规程》 合同及技术协议 5试验仪器仪表 6、人员组织 6.1、项目经理： 6.2、技术负责： 6.3、现场试验负责人及数据记录：黄诗钟 6.4二次负责人： 6.5、试验设备接线及实际加压操作负责人： 6.6、专责安全员： 6.7、工器具管理员： 6.8、试验技术人员共4人，辅助工若干人 6.9、外部协助人员：现场安装人员，监理，厂家及业主代表等人员

7试验过程 7.1试验接线图（根据现场实际情况采用不同的试验原理图） 7.2试验加压时序 图2中，当施加试验电压时，接通电压并增加至 U3,，持续5min ，读取放电量值；无异常则增加电压至U2，持续5min ，读取放电量值；无异常再增加电压至U1，进行耐压试验，耐压时间为（120×50/?）s ；然后，立即将电压从U1降低至U2，保持30min （330kV 以上变压器为60min ），进行局部放电观测，在此过程中，每5min 记录一次放电量值；30min 满，则降电压至U 3，持续5min 记录放电量值；降电压，当 图1变压器局部放电试验原理图 图2 局部放电试验加压时序图

第章高频局部放电检测技术

《电网设备状态检修技术（带电检测分册）》 弟五章咼频局部放电检测技术 目录

第 1 节高频局部放电检测技术概述 发展历程 高频局部放电检测方法是用于电力设备局部放电缺陷检测与定位的常用测量方法之一，其检测频率范围通常在3MHz到30MHz之间。高频局部放电检测技术可广泛应用于电力电缆及其附件、变压器、电抗器、旋转电机等电力设备的局放检测，其高频脉冲电流信号可以由电感式耦合传感器或电容式耦合传感器进行耦合，也可以由特殊设计的探针对信号进行耦合。 高频局部放电检测方法，根据传感器类型主要分为电容型传感器和电感型传感器。电感型传感器中高频电流传感器（High Frequency Current Transformer ，HFCT具有便携性强、安装方便、现场抗干扰能力较好等优点，因此应用最为广泛，其工作方式是对流经电力设备的接地线、中性点接线以及电缆本体中放电脉冲电流信号进行检测，高频电流传感器多采用罗格夫斯基线圈结构。 罗格夫斯基线圈（Rogowski coils ，简称罗氏线圈）用于电流检测领域已有几十年历史。早在1887 年英国布里斯托大学的茶托克教授即进行了研究，把一个长而且形状可变的线圈作为磁位差计，并且通过测量磁路中的磁阻，试图研究更加理想的直流发电机。罗格夫斯基线圈检测技术在20 世纪90 年代被英国的公立电力公司（CEGB用在名为“ El-Cid ”的新技术里，用于测试发电机和电动机的定子[1]。罗氏线圈自公布起就受到了很多学者的重视，对于罗格夫斯基线圈的应用也越来越广泛，1963 年英国伦敦的库伯在理论上对罗格夫斯基线圈的高频响应进行了分析，奠定了罗格夫斯基线圈在大功率脉冲技术中应用的理论基础[2]。20 世纪中后期以来，国外一些专家学者和公司纷纷对罗氏线圈在电力上的应用进行了大量的研究，并取得了显着的成果。如法国ALSTHO公司有一些基于罗氏线圈电流互感器产品问世，其主要研究无源电子式互感器，在20世纪80 年代英国Rocoil 公司实现了罗格夫斯基线圈系列化和产业化。总而言之，在世界范围内对于罗格夫斯基线圈传感器的研究，于20 世纪60 年代兴起，在80 年代取得突破性进展，并有多种样机挂网试运行，90 年代开始进入实用化阶段。尤其进入21 世纪以来，微处理机和数字处理器技术的成熟，为研制新型的高频电流传感器奠定了基础。20 世纪90年代欧洲学者将罗氏线圈应用于局部放电检测，效果良好，并得到了广泛应用。例如意大利的博洛尼亚大学的. Montanari 和 A.

局部放电测试方法

局部放电测试方法 随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。 虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。 根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。 一、电测法 局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。 1．脉冲电流法 脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图 3-5 。图中C x 代表试品电容，Z m （Z' m ）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为 C x与Z m之间提供一个低阻抗的通道。Z代表接在电源与测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。 图3-5（a）为并联测量回路，试验电压U经Z施加于试品C x，测量回路由C k与Z m串联而成，并与C x并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经C k耦合到Z m上，经放大器A送到测量仪器M。这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。 图3-5（b）为串联测量回路，测量阻抗Z m串联接在试品C x低压端与地之间，并经由C k形成放电回路。因此，试品的低压端必须与地绝缘。 图3-5（c）为桥式测量回路，又称平衡测量回路。试品C x与耦合电容C k均与地绝缘，测量阻抗Z m与Z m分别接在C x与C k的低压端与地之间。测量仪器M测量Z m与Z m’上的电压差。

电力变压器局部放电试验目的及基本方法

一变压器局部放电分类及试验目的 电力变压器是电力系统中很重要的设备，通过局部放电测量判断变压器的绝缘状况是相当有效的，并且已作为衡量电力变压器质量的重要检测手段之一。 高压电力变压器主要采用油一纸屏障绝缘，这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当，造成局部场强过高、工艺不良或外界原因等因素造成内部缺陷时，在变压器内必然会产生局部放电，并逐渐发展，后造成变压器损坏。电力变压器内部局部放电主要以下面几种情况出现： (1)绕组中部油一纸屏障绝缘中油通道击穿； (2)绕组端部油通道击穿； (3)紧靠着绝缘导线和电工纸（引线绝缘、搭接绝缘，相间绝缘）的油间隙击穿； (4)线圈间（匝间、饼闻）纵绝缘油通道击穿； (5)绝缘纸板围屏等的树枝放电； (6)其他固体绝缘的爬电； (7)绝缘中渗入的其他金属异物放电等。 因此，对已出厂的变压器，有以下几种情况须进行局部放电试验： (1)新变压器投运前进行局部放电试验，检查变压器出厂后在运输、安装过程中有无绝缘损伤。 (2)对大修或改造后的变压器进行局放试验，以判断修理后的绝缘状况。 (3)对运行中怀疑有绝缘故障的变压器作进一步的定性诊断，例如油中气体色谱分析有放电性故障，以及涉及到绝缘其他异常情况。

二测量回路接线及基本方法 1、外接耦合电容接线方式 对于高压端子引出套管没有尾端抽压端或末屏的变压器可按图1所示回路连接。 图1：变压器局部放电测试仪外接耦合电容测量方式110kV以上的电力变压器一般均为半绝缘结构，且试验电压较高，进行局部放电测量时，高压端子的耦合电容都用套管代替，测量时将套管尾端的末屏接地打开，然后串入检测阻抗后接地。测量接线回路见图2或图3。 图2：变压器局部放电测试中性点接地方式接线

变压器局部放电试验基础与原理

变压器试验基础与原理 1．概述 随着电力系统电压等级的不断提高，为使输变电设备和输电线路的建设和使用更加经济可靠，就必须改进限制过电压的措施，从而降低系统中过电压（雷电冲击电压和操作冲击电压）的水平。这样，长期工作电压对设备绝缘的影响相对地显得越来越重要。 电力产品出厂时进行的高电压绝缘试验（如：工频电压、雷电冲击电压、操作冲击电压等试验），其所施加的试验电压值，只是考核了产品能否经受住长期运行中所可能受到的各种过电压的作用。但是，考虑这种过电压值的试验与运行中长期工作电压的作用之间并没有固定的关系，特别对于超高电压系统，工作电压的影响更加突出。所以，经受住了过电压试验的产品能否在长期工作电压作用下保证安全运行就成为一个问题。为了解决这个问题，即为了考核产品绝缘长期运行的性能，就要有新的检验方法。带有局部放电测量的感应耐压试验（ACSD 和ACLD）就是用于这个目的的一种试验。 2．局部放电的产生 对于电气设备的某一绝缘结构，其中多少可能存在着一些绝缘弱点，它在－定的外施电压作用下会首先发生放电，但并不随即形成整个绝缘贯穿性的击穿。这种导体间绝缘仅被局部桥接的电气放电被称为局部放电。这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生（GB/T 7354-2003《局部放电测量》）。 注1：局放一般是由于绝缘体内部或绝缘表面局部电场特别集中而引起的。通常这种放电表现为持续时间小于1微秒的脉冲。 注2：“电晕”是局放的一种形式，她通常发生在远离固体或液体绝缘的导体周围的气体中。 注3：局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。 高压电气设备的绝缘内部常存在着气隙。另外，变压器油中可能存在着微量的水份及杂质。在电场的作用下，杂质会形成小桥，泄漏电流的通过会使该处发热严重，促使水份汽化形成气泡；同时也会使该处的油发生裂解产生气体。绝缘内部存在的这些气隙（气泡），其介电常数比绝缘材料的介电常数要小，故气隙上承受的电场强度比邻近的绝缘材料上的电场强度要高。另外，气体（特别是空气）的绝缘强度却比绝缘材料低。这样，当外施电压达到某一数值时，绝缘内部

变压器局部放电

目录 1.局部放电（一） (2) 2.局部放电(二) (3) 3.局部放电(三) (4) 4.局部放电(四) (7) 5.三相交流系统的对称分量法 (9) 6.空载电流的谐波分量 (11) 7.变压器不对称运行时的对称分量 (12)

1.局部放电（一） 在电场强度作用下，在变压器绝缘系统中局部区域有绝缘性能薄弱的地方会被激发出局部放电，局部放电是不足以贯通施加电压的两个电极间形成放电通道，即平常所说的击穿。如果将局部放电量控制在一定放电量水平以下，对绝缘不会引起损伤，所以局部放电试验是一种无损探测绝缘特性的试验，在一定的局部放电试验电压与大于局部放电试验电压并模拟运行中过电压的局部放电预激发电压作用后，在以后的局部放电试验电压持续时间内测局部放电视在放电量，如局部放电视在放电量小于标准规定值，即认为变压器能通过局部放电试验。这项试验比传统的短时工频耐压试验要严格，因短时工频耐压试验是以绝缘结构中是否有击穿作为能否通过试验的准则。局部放电试验能检测出绝缘上薄弱的部位，在运行中检测局部放电量可探测出潜在的绝缘薄弱部位。而短时工频耐压试验，只能探测到绝缘结构能否承受住各种过电压或试验电压的作用，要么承受住，要么承受不住，发现不了潜在的绝缘薄弱地位。所以说，局部放电试验是一种比较理想的绝缘试验项目，是一项正在推广应用范围的试验项目，凡是能通过局部放电试验的变压器，在运行中可靠性是比较高的。因此应对局部放电特性及检测加以研究，使变压器达到低局部放电量水平的要求，某些试验用变压器还应达到无局部放电的水平。 在油纸绝缘的变压器中，在内部带电电极上，固体绝缘部件的表面(油与绝缘材料的分界面)或内部、变压器油内部所发生的局部放电都统称为局部放电，发生在被气体所包围的电极表面或附近气体中局部放电则称为电晕。变压器的允许局部放电量水平不包括套管在空气中的电晕所产生的允许局部放电量水平，只是指油箱内部所产生的局部放电量水平。对三相变压器可以分相测出每一相的局部放电量水平。对每一相的局部放电量而言，包括其它绕组传递到被测绕组的局部放电量。每一相的高压、中压与低压绕组有其各自的局部放电量。每一相高压绕组(或中压或低压绕组)的局部放电量可能来自线端套管、中点套管、有载调压分接开关或无励磁分接开关、引线、绕组、各种接地零部件、绝缘内部、变压器油等处。但最容易产生局部放电的地方是气隙、 绝缘件内部的气隙、变压器油中气泡。 当变压器上施加电压后，绝缘介质内承受的电场强度与介电常数成反比，如纸中含气隙，纸的介电常数比气隙的介电常数要高。因此气隙要承受较高的电场强度，而气隙的允许场强又低。因此，纸中气隙是绝缘上的薄弱点，最易产生局部放电。当然气隙会不会产生局部放电要达到两个因素：首先，气隙上的承受场强超过起始局部放电允许场强；其次气隙内要存在一定的有效自 由电子。 所以，要控制绝缘材料内不准有气隙存在，包括制造中剩留的气隙及运行中绝缘材料裂解出的气体所形成的气隙，在绝缘件干燥时要注意加温与降温的速度，防止骤热膨胀后形成绝缘件开裂层中的气隙。变压器油必须脱气后才能注入变压器中。要控制最热点温度不超过140℃～160℃，避免纸和油的裂解。变压器试验前要停放足够时间，局部放电试验前要将顶部存气，通过放 气阀释放尽。

变压器局部放电在线监测装置检验规范-(终稿)

变压器局部放电在线监测装置检验规范 1 范围 本规范规定了变压器局部放电在线监测装置的专项检测项目、检验条件、检验内容及要求和检验结果处理。 本规范适用于变压器局部放电在线监测装置的型式试验、出厂试验、交接试验和运行中试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16927 高电压试验技术 GB 7354-2003 局部放电测量 DL/T 356-2010 局部放电测量仪校准规范 3 检验项目 变压器局部放电在线监测装置专项试验项目包括一致性测试、通用技术条件试验、传感器频响特性检验、系统灵敏度检验、系统有效性检验和抗干扰性能试验。 4 检验条件 除环境影响试验和抗谐波干扰试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行： a)环境温度：+15?C～+35?C； b)相对湿度：45%～75%； c)大气压力：80kPa～110kPa； d)电源电压：单相220×（1±10%）V； e)电源频率：50Hz±0.1Hz； f)电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%； g)标准信号源：标准波形脉冲上升沿(10%~90%上升时间)约为1ns，半波时间为50ns， 幅值稳定度±5%，脉冲重复频率为50-200Hz可调。 对于高压检验试验，还应该满足以下试验条件： 1

a)试品的温度与环境温度应无显著差异； b)试验场所不得有显著的交流或直流外来磁场影响； c)试验场地必须具有单独工作接地和保护接地，设置保护栅栏； d)试品与接地体或邻近物体的距离，应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离 的1.5倍； e)构建吉赫兹横电磁波测量小室（GTEM测量小室）。 5 检验内容及要求 5.1一致性测试 5.1.1通信模型检测 a)检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性； b)检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与《变压器局部放电 在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性； c)检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义 位置及数量与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性。 5.1.2数据传送功能检测 a)通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传； b)通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据； c)通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传； d)所有遥信、遥测数据应具备品质、时标等信息； e)装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。 5.1.3谱图文件格式检测 装置生成的谱图文件应符合《变压器局部放电在线监测装置技术规范》的谱图文件格式要求。 5.1.4时间同步检测 a)装置应采用SNTP协议实现网络对时； b)用于事件时标的时钟同步准确度应为±1ms。 5.1.5通信自恢复能力检测 装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正