5-变压器局部放电带电检测技术-国网电科院-程林

变压器局部放电带电检测技术变压器局部放电带电检测技术国网电力科学研究院局部放电研究中心程林2011年3月输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会主讲人简介主讲人简介程林，男，博士/工程师，主要从事高压电器技术方面研究工作，专业方向为变压器等高压电器故障检测及诊断技术参与过国网特高压交直流工程南检测及诊断技术。参与过国网特高压交直流工程，南网特高压直流等重要工程的设备缺陷诊断工作，成功为国内多台重要变压器进行了故障定位。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会变压器局部放电带电检测技术变压器局部放电带电检测技术目的和意义1国内局放定位现状目的和意义12局部放电带电检测方法国内局放定位现状23实施方法及注意事项局部放电带电检测方法34实施方法及注意事项应用实例5输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会变压器局部放电带电检测目的和意义¾国网公司一次设备状态检修工作正在全公司系统内规模有序开展规模、有序开展；¾目前试验、诊断模式不能满足设备状态检修的要求¾目前试验、诊断模式不能满足设备状态检修的要求，需要引入更多更有效的带电检测技术；¾当前设备运行状况总体良好，总体故障率比较小，传统试验会使很多状态良好的设备“陪试”，工作传统试验会使很多状态良好的设备陪试作量大、投入大、需要停电、影响设备使用时数。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会局部放电带电检测现状局部放电带电检测现状¾局部放电带电检测产品众多，有效性和可靠性良莠不齐莠不齐；¾局放带电检测设备使用专业程度高，对现场人员¾局放带电检测设备使用专业程度高，对现场人员要求较高；¾局部放电定位判断需要较强专业知识，需要专门人才进行；人才进行；¾此类进口设备昂贵，且技术水平不优于国内先进产技术支力度产品，且技术支持力度严重不足；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会局部放电的发生局部放电的发生电磁波电磁波超声波光热热化学效应化学效应输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会局部放电带电检测的方法局部放电带电检测的方法几种带电检测方法：¾DGA方法；¾HFCT方法；¾HFCT方法；¾超声方法；¾UHF（超高频）方法；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会DGA法DGA法DGA法：该方法是通过监测变压器运行过程绝缘油的分解所产生的各种气体组成和浓度来确定故障或缺陷（例如局放或过热等）性质。目前在变压器在线监测方面已经开始有较大规模的推广应用，实践证明该方法也是一个比较有效的监测变压器缺陷的方法。但是该方法目前仍然存在一些明显的缺点和不足：①气体传感器需要周期校准；②难以对故障的部位进行判断和定位。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会DGA法DGA法DGA在线监测流程DGA在线分析典型指标分析周期：最短1小时DGA在线监测流程温控精度：±0.1℃输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会HFCT方法HFCT方法：目前带电检测规范推荐方法之一。使用HFCT对容性设备套管末屏接地电流进行监测从而发现设备内部局性设备套管末屏接地电流进行监测，从而发现设备内部局部放电，检测频带为3MHz~30MHz。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会HFCT方法HFCT方法优点：¾使用操作简单，用于局部放电在线监测；¾判断方式类似传统脉冲电流方法，容易掌握；¾判断方式类似传统脉冲电流方法，容易掌握；¾放电测量可以定量分析。缺点：¾对现场运行可靠性可能有影响¾对现场运行可靠性可能有影响；¾抗干扰能力较差，信号分辨难度高；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会超声定位方法超声波方法：变压器内部有局部放电时会产生超声部有局部放电时会产生超声波，这些超声波经过在变压器油中的传播后到达变压器器油中的传播后到达变压器的箱壁，贴在变压器箱壁上的超声波传感器就可以接收到这些超声波。到这些超声波。超声波检测局部放电利用超声波到达不同传感器的用超声波到达不同传感器的相对时间进行定位。要对放电源进行三维定位，至少需电源进行三维定位，至少需要4个以上的传感器接收到有效超声信号。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会超声定位方法优点：¾受电气干扰少且应用最为成熟；¾受电气干扰少，且应用最为成熟；¾带电检测，不涉及变压器主绝缘，安全可靠；¾随时进行检测，随时跟踪分析绝缘缺陷，对预防和避免变压器¾随时进行检测，随时跟踪分析绝缘缺陷，对预防和避免变压器绝缘损坏事故提供安全保障；¾可以对变压器内部的局部放电源进行准确定位，对缺陷部位和缺陷性质的判断提供依据，为检修提供方便和节约成本。缺点：¾对变压器内部深层次局部放电反应不灵敏；¾局部放电定位及诊断对使用者要求较高。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会超声定位应用实例超声定位应用实例国网公司系统内应用部分实例（2008年10月至今）¾特高压交流长治站1000kVA相变压器第一台，2008年10月；¾特高压交流长治站1000kVA相变压器第台，2008年10月；¾特高压交流长治站1000kVA相变压器第二台，2008年12月；¾特高压交流南阳站1000kVA相高压电抗器，2008年11月；¾特高压交流南阳站1000kVA相高压电抗器，2008年11月；¾特高压交流长治站1000kVA相高压电抗器，2009年8月，10月；¾特高压交流长治站1000kVA、B、C相高压电抗器，2010年3月；¾特高压交流长治站1000kVA、B、C相高压电抗器，2010年3月；¾西北750kV西宁站A相变压器，2009年2月；¾特高压交流1000kVGIS出厂试验故障定位，2008年7月；¾特高压交流1000kVGIS出厂试验故障定位，2008年7月；¾特高压直流换流变压器HY01西门子纽伦堡工厂出厂，2009年10月；¾特高压直流换流变压器HY02西门子纽伦堡工厂出厂2009年12月；¾特高压直流换流变压器HY02西门子纽伦堡工厂出厂，2009年12月；¾安徽肥西枢纽站500kV扎波罗日变压器，2009年12月；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场作在特高压战场特高压变压器调试中发生局部放电输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场工作在特高压战场特高压调试及试运行中的局部放电定位监测（168H）2.5Y2.5Z2.5特高压调试及试运行中的局部放电定位监测（168H）2Y2Z2Z11.511.511.500.5005115225X00.5X00.5Y00.511.522.500.511.522.500.511.522.5注意：有的放矢的定位监测才是有效的监测。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场半导电性杂质引起放电输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会半导电性杂质引起放电变压器定位几点总结：¾调试和运行中带电检测不同电声定位和声声定位¾调试和运行中带电检测不同，电声定位和声声定位要灵活运用；可能在有些情下超声定位方法比电测法灵敏¾可能在有些情况下，超声定位方法比电测法灵敏；¾在正确选择设备和配置熟练工作人员情况下，可以实现精确定位（5cm），及放电点监测；¾变压器局部放电超声波检测及定位有效性比传统观位效传点要高；¾超声定位要结合变压器结构和色谱数据；超声定位要结合变压器结构和色谱数据；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场特高压电抗器局放定位输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场作在特高压战场输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在特高压战场工作在特高压战场开箱发现电抗器内部缺陷开箱发现电抗器内部缺陷输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会电抗器定位几点总结：¾传统意义上认为电抗器定位更难¾传统意义上认为，电抗器定位更难；¾实践证明，超声波定位对电抗器同样适用，但检测方法和诊断过程要复杂的多方法和诊断过程要复杂的多；¾长时间录波和回放对电抗器定位很重要；¾定位数据结合色谱和结构往往能得到正确结论。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会国网特高压直流工程高帮助西门子纽伦堡工厂进行换流变压器局部放电定位输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会南网特高压直流工程南网特高压直流工程在云广直流工程中对两台乙炔超标的HD高端换流变进行了带在云广直流工程中，对两台乙炔超标的HD高端换流变进行了带大负荷局放定位试验，该项技术处于世界领先水平输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会南网特高压直流工程南网特高压直流工程疑似放电位置示意位置示意高度精确的定位结果给工程建设提供了决策依据输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会南网特高压直流工程南网特高压直流工程输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会25工作在世博保电中运行中的换流变乙炔稳定时，仍然发现有固定声源点输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会工作在世博保电中乙炔不断增长中的换流变输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会换流变定位几点总结：¾换流变的超声定位工作量非常大¾换流变的超声定位工作量非常大；¾超声波定位对电抗器同样适用，但检测中要排除整流脉波扰流脉波干扰；¾长时间录波和回放对换流变定位很重要；¾定位数据结合色谱和变压器结构往往能得到正确结论。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会大量实践证明对于交流变压器西北750kV主变局部放电定位大量实践证明，对于交流变压器、电抗器、换流变压器都可以进行局部放电超声波检测和定位输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会行局部放电超声波检测和定位。局部放电超声定位检测及定位关键部关超声波PD检测和定位需要注意：仔细搜寻疑似放电信号传感器间距小于1.仔细搜寻疑似放电信号，传感器间距小于60cm；2.初步判断疑似信号性质，排除干扰；步判断似信性质除扰3.继续搜索，寻求最好的信号获取位置；观察信号致性判断是否存在固定声源4.观察信号一致性，判断是否存在固定声源；5.初步定位，给出明确坐标；注意！！此时传感器坐标测初步定位给出明确标；注意此时传感器标测量务必准确。6对定位点位置进步检测获得精确定位结果6.对定位点位置进一步检测，获得精确定位结果。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会超声波精确定位技术超声波精确定位技术超声定位的几个问题？问题超声波定位的信任危机¾问题1：超声波定位的信任危机；¾问题2：超声波精确定位理念；问题超声波精确定位；¾问题3：超声波精确定位的实现；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会信任危机信任危机信任危机的产生：一台带超声定位功能的局放仪一台带超声定位功能的局放仪；一套可以自动超声定位系统；输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会什么是有效波形？什么是有效波形？输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会超声波检测巡检超声波检测巡检局部放电超声波普查输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会UHF方法UHF方法UHF方法：采用超高频技术检测电力设备的局部放电是近年发展较快放电，是近年发展较快的一种应用在现场的检测方法。对大型电力变压器超高频局放检测已有较充足技术支持。目前在国内和国外已有多前在国内和国外已有多种型号和各具特点的自动化超高频局放检测系统问世今后该方法是统问世，今后该方法是现场开展局部放电检测的一个新方法。目前检测频带多为测频带多为300MHz~1800MHz。输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会UHF方法UHF方法UHF传感器的现场安装和布置输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会UHF方法UHF方法UHF传感器的现场安装和布置输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会局部放电UHF方法检测特征波形幅度(50V/di)局部放电UHF方法检测特征波形S1(50mV/div)S2S3输变电设备运维及故障诊断分析技术交流会时间(5ns/division)UHF定位方式UHF方法方法优点：¾局部放电检测灵敏度高；¾局部放电检测灵敏度高；¾现场该频段干扰小；¾有GIS等设备成功应用可以借鉴；¾有GIS等设备成功应用可以借鉴；¾概念新颖，符合用户需要；缺点：缺点：¾带电检测安装要求高，带电检测可能涉及主设备绝缘；¾由于安装点所限在变压器局放检测使用上有局限性¾由于安装点所限，在变压器局放检测使用上有局限性；¾灵敏度