電力變壓器局部放電故障檢測技術(shù)

進(jìn)行變壓器局部放電的檢測時(shí)常采用感應(yīng)加壓方式，試驗(yàn)電壓一般要高于變壓器的額定電壓，為防止鐵芯過飽和，電源頻率常采用150-250Hz。

局部放電信號多從高壓套管末屏引出，若高壓套管沒有末屏，可用一耦合電容器引出信號。在測試阻抗上接一測試儀器，就可在測試儀器上與校正的放電量相比，即可得知局部放電的放電量。新標(biāo)準(zhǔn)GB1093.3-2003中對局部放電試驗(yàn)電壓的持續(xù)時(shí)間將延長，還將增加短時(shí)工頻感應(yīng)試驗(yàn)電壓在預(yù)勵(lì)磁下，也測局部放電量。

一、局部放電試驗(yàn)電源的頻率、電壓及持續(xù)時(shí)間和判斷

(1)電壓頻率、電壓及持續(xù)時(shí)間。為保證在被試變壓器加試驗(yàn)電壓時(shí)，鐵芯不飽和的前提下，盡量減小試驗(yàn)電源頻率，以利于減小補(bǔ)償電感的容量。

由于局部放電試驗(yàn)是對電壓很敏感的試驗(yàn)。只有當(dāng)內(nèi)部缺陷的場強(qiáng)達(dá)到起始放電場強(qiáng)時(shí)，才能觀察到放電。因此，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對加壓幅值及持續(xù)時(shí)間、試驗(yàn)接線等都作了明確的規(guī)定，必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加壓試驗(yàn)，才能對設(shè)備的局部放電性能作出正確的評估。

根據(jù)國標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)，在對變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)時(shí)，被試?yán)@組的中性點(diǎn)應(yīng)接地，并應(yīng)按規(guī)定程序施加高壓端電壓。采用工頻試驗(yàn)電源是不可能使繞組中感應(yīng)出這樣高的試驗(yàn)電壓的。因?yàn)殍F芯磁通密度飽和，勵(lì)磁電流及鐵磁損耗都會急劇增加，因此提高電源頻率是唯一可行的辦法。同時(shí)，在測量電力設(shè)備的局部放電時(shí)，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中包括了一個(gè)短時(shí)間比規(guī)定的試驗(yàn)電壓值高的預(yù)加電壓過程，這是考慮到在實(shí)際運(yùn)行過程中局部放電往往是由于過電壓激發(fā)的，預(yù)加電壓的目的就是人為地造成一個(gè)過電壓的條件來模擬實(shí)際運(yùn)行情況，以觀察絕緣在規(guī)定條件下的局部放電水平;例如在模擬的過電壓下發(fā)生局部放電后，在以后的30min 加壓時(shí)間中局部放電熄滅的情況。

(2)判斷變壓器局部放電的水平。就是在規(guī)定施加電壓及持續(xù)時(shí)間內(nèi)，對220kV及以上電壓等級的繞組線端放電量，一般應(yīng)不超過相應(yīng)規(guī)定的放電量標(biāo)準(zhǔn)，并要觀察其起始和熄滅電壓及隨所施加電壓的發(fā)展趨勢;試驗(yàn)時(shí)變壓器中性點(diǎn)應(yīng)接地。

二、變壓器局部放電故障的判斷

變壓器的局部放電故障，可能發(fā)生在任何電場集中或絕緣不良的部位，如固體絕緣材料或變壓器油中的氣泡，高壓繞組靜電屏出線，高電壓引線，相間圍屏以及繞組匝間等處。

嚴(yán)格說，變壓器內(nèi)部總存在程度不同的局部放電。這種一時(shí)尚未貫通電極的放電，如果涉及固體絕緣，嚴(yán)重時(shí)會在絕緣上留下痕跡，并最終發(fā)展為電極間的擊穿。而對于嚴(yán)重的局部放電故障，由于有些發(fā)展為擊穿的時(shí)間較短，并且油色譜分析的特征往往不明顯，這些都給及時(shí)診斷帶來困難。

在對變壓器進(jìn)行油色譜分析時(shí)，考慮到放電故障總伴隨有乙炔和氫的成分，如果乙炔占總烴較大比例(例如30%及以上)，或乙炔達(dá)數(shù)十ppm，而變壓器仍能運(yùn)行(或輕瓦斯保護(hù)動作)，一般可判斷為電位懸浮放電。如果乙炔和氫的成分增長，并伴隨一氧化碳增加，應(yīng)懷疑存在涉及紙絕緣的局部放電，必須迅速查明原因，及時(shí)處置。

局部放電測試包括電氣法和超聲波法，測試應(yīng)盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的加壓方法，使變壓器主、縱絕緣均承受較高的電壓，使放電缺陷明顯的暴露出來。超聲波法可以幫助確定放電的位置，是很有前途的試驗(yàn)手段，只是目前測試儀器的性能尚不滿意，且難以確定放電量，這也限制了其單獨(dú)使用的范圍。

為了準(zhǔn)確的診斷，除熟練掌握有關(guān)試驗(yàn)方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)外，還需要對變壓器結(jié)構(gòu)有充分的了解，以利于通過各種試驗(yàn)手段并進(jìn)行初步分析判斷后查找故障部位。首先對變壓器附件，如冷卻器和套管等仔細(xì)檢查，確定其存在故障的可能性。對變壓器本體(包括分接開關(guān))的檢查主要有兩種方法：即放油進(jìn)箱檢查和吊罩檢查。放油進(jìn)箱檢省時(shí)省力，是優(yōu)先考慮采取的檢查步驟;缺點(diǎn)是對進(jìn)箱檢查人員技術(shù)素質(zhì)要求高，而且有些部位不容易檢查到。發(fā)現(xiàn)電力變壓器的局部放電故障，可能是因?yàn)檫\(yùn)行中的色譜分析異?；蜉p瓦斯保護(hù)動作，也可能是因其他預(yù)試中的結(jié)果超標(biāo)。但局部放電故障與擊穿故障是有根本區(qū)別的，擊穿故障是電極之間(例如高壓對地或相間等)的擊穿，已造成變壓器絕緣的嚴(yán)重?fù)p壞，而局部放電故障是一種可能發(fā)展為擊穿，但尚未貫通電極的放電故障。

三、預(yù)試規(guī)程中對局放的要求

(1)試驗(yàn)周期。預(yù)試規(guī)程規(guī)定變壓器消缺性大修后(220kV及以上);更換繞組后(220kV及以上，120MVA及以上);和必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。

(2)試驗(yàn)要求。進(jìn)行局部放電試驗(yàn)在線端電壓為1.5Um/ 時(shí)，放電量一般不大于500pc;在線端電壓為1.3Um/ 時(shí)，放電量一般不大于300pc。

(3)試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題。

1)采用寬頻帶放大器要避免廣播、載波、電暈的干擾。當(dāng)采用中頻電源時(shí)，要注意檢測阻抗的頻率下限值取高一些。

2)電流應(yīng)采用對稱輸入，以減少電源設(shè)備的自身放電干擾。

3)在用電氣法進(jìn)行局部放電測量試驗(yàn)時(shí)，同時(shí)可應(yīng)用超聲法進(jìn)行放電的定位和探測。