变压器局部放电试验的现场应用及常见问题分析

变压器局部放电试验的现场应用及常见问题分析【摘要】近年来，随着经济建设的不断发展和人民生活水平的提高，对供电可靠性的要求也愈来愈高，而作为电力系统中主要设备之一的电力变压器的局部放电检测也受到了电力行业越来越多的重视。如果变压器出现局部放电现象，很有可能造成变压器过早的发生损坏，影响变压器的使用寿命，同时局部放电还直接影响到区域正常供电。因此，对于变压器局部放电进行检测已是保证该设备安全可靠运行的重要措施。【关键词】变压器局部放电试验应用问题分析【引言】电力变压器作为电力系统中的主要组成设备，它的正常运行情况关乎整个电网的正常运行，一旦变压器发生故障，将会导致大范围停电，由此造成巨大的经济损失。而局部放电目前已经成为引发变压器故障的重要原因之一。因此，对变压器局部放电进行检测至关重要。鉴于此，笔者根据多年的工作实践经验，分析了局部放电造成的危害以及主要的放电形式，提出了几种常见的变压器局部放电检测方法，仅供借鉴参考。1.变压器局部放电的原因分析一，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；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；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。2.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变压器局部放电现场测量方法1.脉冲电流法由于局部放电时产生的电荷交换，使试品两端出现脉动电压，并在试品连接的回路中出现脉冲电流，因此在回路中的检测阻抗上就可取得代表局部放电的脉冲信号，从而进行测量。2.超声波法这种方法主要测量的是变压器局部放电时所产生的超声波信号。通过利用安装在变压器油箱上的超声传感器对变压器局部放电产生的超声波进行接收，并以此来确定变压器局部放电的位置和大小。该方法可以同时适应在线和离线检测，且检测结果相同；其缺点是不能进行定量判断，只能作为辅助测量。3.测光法利用光电倍增技术来测定局部放电产生的光，借此来确定放电位置、放电起始及发展过程。4.侧分解物（或生成）物法在局部放电作用下，可能有各种分解物或生成物出现，可以用各种色谱及光谱分析来确定各种分解物或生成物，从而推断局部放电的程度。5.超高频检测法变压器在发生局部放电时都会出现正负电荷中和的现象，并且伴随这一现象都会形成一个陡的电流脉冲向周围辐射电磁波。该方法主要是通过对变压器内部产生局部放电时所发射的超高频电磁波进行接收，从而达到对局部放电的定位和检测。这种检测方法的主要优点是测量频率比较高、检测频率范围可以调节、抗电磁波干扰性能强、灵敏度较高等。6.射频检测法该方法主要是通过利用电流互感线圈从变压器的中性点进行测量获取信号，测量的信号频率通常能够达到3万kHz，从很大程度提高了局部放电的测量频率。主要优点是射频检测系统安装方便，检测设备不会改变变压器的运行方式；其缺点是由于射频检测只能对单一的信号进行分辨，无法准确的判断三相变压器局部放电信号的总和，因此，不适合三相变压器的局部放电检测。7.红外热像法该方法主要是通过红外线测量仪器对变压器中局部放电时所产生的电热能量转换来实现检测局部放电区域内的温度变化达到检测的目的。主要优点是红外线仪器操作简便，并且测出的结果直观准确；其缺点是只能对变压器表面的局部放电进行检测，无法检测到变压器深处的故障，只适合定性测量，目前尚不能用于定量测量。脉冲电流法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。4.现场脉冲电流法变压器局部放电试验原理图T:励磁变Tx:被试变压器MI1、MI2:局放检测阻抗L:电抗器Cf:分压电容器（额定电压50kV、电容量0.0003uF）5.试验过程中常见的问题及处理办法1.在试验回路未通电前就有干扰的存在。其主要是试验回路以外的附近高压电场、电机整流和无线电传输等。对于这种干扰，现场遇到最多的是接地干扰，抑制试验回路接地干扰，唯一的措施就是在整个试验回路选择一点接地。但是现在有的仪器本身具有抑制干扰能力，这时可采用平衡接线法和时间窗口发。2.试验回路通电后产生的干扰，但又不是来自试品内部本生的干扰。这种干扰通常随电压增加而变大，这种干扰有可能是试验变压器本身的局部放电、高压导体上的电晕或接触不良放电，以及低压电源侧局部放电、通过试验变压器或其它回路连线藕和到测量回路中。然而根据现场出现最多的干扰可以分为二种：（1）电源干扰，对于电源干扰可采用下列方法：在高压试验变压器初级设置低通滤波器，抑制试验供电网络中的干扰。低通滤波器的截止频率应尽可能低，并设计成能抑制来自相线、中线的干扰。试验电源和仪器用电源屏蔽式隔离变压器，抑制电源供电网络中的干扰。在试验变压器的高压端设置高压低通滤波器。抑制电源供电网络中的干扰。（2）高压端部电晕放电，高压端部电晕放电抑制的措施主要是选用合适的无晕环（球）及无晕导电的波纹管作为高压连线。6.总结本文简要地分析了电力变压器局部放电形成的原因，同时对局部放电的危害以及主要的放电形式作了阐述，并对目前较为常见的几种变压器局部放电检测方法进行探讨，希望能够对今后电力变压器的局部放电检测提供参考。7.参考文献陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术.中国科学技术出版社.2001.3