[發明專利]一種油浸變壓器局部放電綜合監測裝置及監測方法

在審

• 申請號: 201310645560.8
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN104198896A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張毅;張燦煜;王欣;潘忠志;周軍;王冰;劉海峰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網吉林省電力有限公司白城供電公司;東北電力大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及測量領域，是一種油浸變壓器局部放電綜合監測裝置及監測方法。

背景技術

油浸式變壓器是電力系統的關鍵設備，是進行輸變電的關鍵環節。局部放電是指由于電場分布不均勻，局部電場過高，導致絕緣介質中局部范圍內的放電或擊穿現象。隨著電壓等級的提高和各種有機材料的廣泛運用，變壓器的局部放電現象越來越突出。局部放電通過對其周圍絕緣介質不斷的腐蝕，最終導致整個絕緣系統的失效，因此，局部放電既是絕緣劣化的征兆，又是造成絕緣劣化的重要原因。

根據絕緣介質不同，局部放電分為氣泡局部放電和油中局部放電;?根據絕緣部位，有固體絕緣中空穴、電極尖端、油角間隙、油與絕緣紙板中的油隙和油中沿固體絕緣表面等處的局部放電。從局部放電發生的位置、放電過程和現象來看，局部放電又可分為內部放電、表面放電和電暈放電。

局部放電的危害程度與其產生的原因、部位及起始電壓和熄滅電壓的高低均有關系，起始電壓和熄滅電壓越高則危害越小，反之則越大。就放電性質而言，影響固體絕緣的放電對變壓器危害最大，會使絕緣強度降低，甚至造成破壞。

在變壓器局部放電的測量中，?經常會遇到局部放電量超出標準或超出用戶要求值的情況，一旦超出，就必須對局部放電進行定位，?以便在處理時能有的放矢。但如果不知道局部放電產生的確切位置，?往往會出現產品雖經反復處理而局部放電卻得不到改善的情況;?有時也會出現局部放電雖得到改善，?但卻不知何故。因此，?局部放電的定位顯得尤為重要。局部放電的測量中相當一部分工作是利用各種測量方法和手段對局部放電進行定位，?因而測量水平的高低很大程度上取決于定位的準確與否。?

局部放電時會伴隨產生電脈沖、超聲波、電磁輻射、光、局部發熱、化學反應等現象，它們中的任何一個現象都能夠用來檢測局部放電的存在。目前局部放電的測量方法主要有脈沖電流法、油色譜分析、超聲波法、紫外成像技術和紅外成像技術。

脈沖電流法通過檢測阻抗接入到測量回路中來檢測，檢測變壓器套管末屏接地線、外殼接地線、中性點接地線、鐵芯接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流，獲得視在放電量。脈沖電流法是使用最廣泛的一種檢測方法，其通常用于變壓器出廠時的型式試驗以及其他離線測試中，其離線測量靈敏度高。脈沖電流法的局限性是抗干擾能力差，無法有效應用于現場的在線檢測。

油色譜分析是通過檢測變壓器油分解產生的各種氣體的組成和濃度來確定故障狀態。該方法適用于變壓器的在線檢測，并建立起模式識別系統，是當前在變壓器局部放電檢測領域非常有效的方法，放電產生的氣體，由于放電能量的不同而有所不同，這是DGA?法區別于氣體放電現象的重要標志，但油色譜分析也有兩個缺點:?一是油氣分析是一個長期的檢測過程，因而無法發現突發性故障;?二是該方法無法進行故障定位。

變壓器內部發生局部放電時，不但在變壓器各引出端產生高頻脈沖電信號，?同時會產生超聲波。超聲波在變壓器內以球面波的方式向四周傳播，?只要在變壓器外殼上安裝高靈敏度超聲波傳感器，?就能將超聲信號轉換成電信號予以顯示和測量。如果用儀器同時測量局部放電的脈沖電流信號和超聲波信號并以電脈沖為觸發信號，?就可以得到超聲波從放電源至各個傳感器的傳播時間，?再根據超聲波在油、油紙、油浸紙板及鋼板等媒體中的傳播速度和方向，?就可以測定放電源的空間位置。超聲波定位法是一種行之有效的局部放電故障診斷方法，使用這種方法，只要能收到信號，就可以確切地定出放電源的幾何位置。可將若干個超聲探頭放置在變壓器箱殼上相分離的幾點上，?組成聲測陣列，?測定由聲源到各探頭的直接波傳播時間或各探頭之間的相對時差。將這些時間或相對時差代入滿足該聲測陣列幾何關系的一組方程求解便得到放電源的位置坐標。超聲波法通過檢測變壓器局部放電產生的超聲波信號來測量局部放電的大小和位置。但超聲波存在很大的問題，當前的超聲波傳感器靈敏度很低，無法在現場有效的檢測到信號，而且抗電磁干擾能力也很差。因此，超聲波主要用于定性的判定局部放電信號的有無，以及結合脈沖電流法或直接利用超聲信號對局部放電進行物理定位。在變壓器離線和在線檢測中，它是輔助的測量手段。其測量方法利用羅果夫斯基線圈從變壓器中性點處測取信號，測量的信號頻率可達30MHz，大大提高了局部放電的測量頻率，同時測試系統安裝方便，檢測設備不改變電力系統的運行方式。但對于三相變壓器來說，得到的信號是三相局部放電信號的總和，無法進行分辨，且信號易受外界干擾。