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案例展示
高频脉冲电流和超声波联合检测法,110kVXX变电站2#主变,局部放电缺陷
日期:2011-09-27

单位名称:【中国国家电网公司泉州供电局】

一、装置概况

生产厂家:厦门红相电力设备股份有限公司。

装置名称:便携式变压器局部放电检测仪。

装置型号:PDT-832T。

二、案例经过

2008年6月25日,为了配合泉州供电局完成重要电气设备的状态监测工作,我司技术人员使用PDT-832T便携式变压器局部放电检测仪对泉州局所辖的40多台110kV、220kV级变压器进行了局部放电普测,测试仪采用高频脉冲电流法和超声波法相结合,高频CT传感器安装在变压器的铁芯接地线上,超声波传感器吸附在变压器外壳上,具体的安装情况如下图:

 

 

超声波传感器

高频CT

 

 

通道1接高频CT传感器测量铁芯接地线上的脉冲电流信号,通道2和通道3接超声波传感器测量变压器外壳上的超声波信号,每台变压器的测试总时间为30分钟,每两次测试时间的间隔为1分钟,在测试中发现110kVXX变电站的2#主变有异常,截取其中的部分图谱:

测试分析:

高频CT通道1信号存在一定的间歇性,且幅值和数量会发生一定的变化,在一、三象限末有明显的两个信号团,呈衰减性,峰值出现在90°和270°附近,高频CT通道1超声波通道2和超声波通道3的信号数量在随后的相位也出现了两个峰值,幅值突变较大,并且都为正极性的信号团,这是典型的局部放电图形,综合高频CT和超声波可以判断存在变压器内部的局部放电。使用超声波传感器定位局部放电源位于变压器A相中部,并很有可能是低压绕组处。

红相工程师建议:对110kVXX变电站2#主变要加大关注力度,缩短检验周期,并结合其它检测数据对设备进行全面评估,因可能是变压器绕组存在缺陷,建议进行油色谱试验、绕组变形试验、低电压短路阻抗试验等。

经过了解,110kVXX变电站2#主变在局部放电检测1个星期前曾经发生过低压出口短路故障,由于保护及时动作,故障很快被排除,变压器承受的短路故障时间不长,所以继续运行。得到红相公司的检测结果后,供电部门很快对此台变压器进行了相关试验。其中油色谱试验结果与一年前结果相比,油中总烷明显增加,并出现了微量C2H2,已达到GB7252-1987《变压器油中溶解气体分析和判断导则》所提出的注意值;频响法绕组变形试验与出厂时做的原始曲线比较,频响谐振点有较大偏移;低电压短路阻抗试验表明高对低、中对低阻抗都有了明显增大,A相短路电抗值增加。

 

三、检测技术

PDT-832T采用高频脉冲电流和超声波联合检测法,检测方法简介:

在电力变压器内发生局部放电时,不但会产生高频脉冲电信号,同时还会伴随着爆裂状的声发射,产生超声波信号。超声波的穿透能力很强,从局部放电源以球面波的方式向四周传播,通过绝缘到达油箱壁。

超声波在变压器油中的传播速度约为1.4mm/μs。在变压器内的局部放电伴随产生的超声波信号而言,其信号的频带范围也是有限的,一般是在10kHz到180kHz之间,主要的危害频段在80kHz到150kHz之间。采用这个频段的超声波传感器可以避开铁芯的铁磁噪声和变压器的机械振动噪声。超声波检测主要用于定性地判断局放信号的有无,可以分辨局部放电的程度。

在局部放电产生时的脉冲信号,由于在油介质中的缘故,其频率范围是很高的。通过把传感器连接到变压器套管末屏接地线、外壳接地线、中性点接地线、铁芯接地线可以检测由局放引起的脉冲电流,获得视在放电量。采取使用高频CT传感器卡在接地线上的方法可以较好的获得视在电量。

分析评价方法

使用便携式变压器局部放电检测仪PDT-832T的检测数据分析评价变压器运行状况可以采用与仪器典型图谱比对的方法。PDT-832T具备的典型图谱如下:

1、变压器内部放电

图谱说明:正负半周的放电几乎同时产生,图谱形状也十分相似。放电起始时局放脉冲总是先出现在电压幅值绝对值上升部位的相位上(约90°及270°处),电压升高后放电脉冲的相位范围逐渐扩展,甚至超过0° 和180°,但90°和270°之后的一段相位内没有放电产生。

2、变压器沿面放电

图谱说明:正负半周的放电电压几乎相同,放电起始时的局放脉冲幅值相差不大。正负半周的放电都出现在电压峰值周围,相位在30°~120°和210°~300°的区间内,图谱形状基本呈矩形分布。

3、变压器悬浮放电

图谱说明:相位分布很宽,集中出现0°~90°,150°~270°,330°~360°相位范围内,图谱形状基本呈矩形分布。

4、变压器油中气泡放电

图谱说明:正负半周的放电几乎在相同电压下产生,起始放电幅值也相差不大。正负半周的放电都出现在电压峰值周围,在30°~140°,220°~320°的区间内,图谱形状基本呈锥形对称分布。

5、变压器油中尖板放电

图谱说明:正负半周的放电都出现在电压峰值周围,在60°~120°和230°~300°的区间内图谱形状呈锥形不对称分布,正半周的放电幅值比负半周要小。

6、噪音信号图谱

图谱说明:噪音信号分为持续性噪音和周期性噪音,在0°~360°整个的相位内都存在。持续性噪音在各个相位上放电的数量基本相同,周期性噪音为周期性重复出现,在数量和大小上都很相似。噪声的大小没有限制,其幅值的大小,与本身的频率有关。

 

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