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1、电气设备在线检测与故障诊断干式变压器运行状态的在线检测与故障诊断 班级: 学号： 姓 名： 指导老师: 日期：摘要：本文介绍了干式电力变压器的故障诊断，并分析了这些故障对变压器的危害，并对消除故障的方法进行了归纳总结，此外还分析了变压器常用的在线监测技术，具有一定的工程实用价值。关键字：干式变压器、在线监测、故障诊断 电力变压器是电力系统中最重要的设备之一,是保证供电可靠性的基础,在线监测与诊断电力变压器的运行状态,对电力系统的安全具有重要的意义。近年来,电力变压器在线监测测技术得到了迅速发展,以计算机技术和通信技术对电力变压器监测数据进行处理与传输,得出实时的运行状态,并成功地应用于实际的工
2、程中,取得了较好的在线监测效果。在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。 干式变电器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器，电力系统中，一般汽机变、锅炉变、除灰变、除尘变、脱硫变等都是干式变，变比为6000V/400V，用于带额定电压380V负载。干式变电器用横流式冷却风机是一种进、出风口均无导叶
3、、专用于干式变电器冷却横. 流式风机。其主要部件有：专用单相或三相小功率感应异步电动机、横流式叶轮、机壳、. 导风装置。干式变压器由于具有难燃、安全、维护方便、体积小等特点,已在城市的高层建筑和电站等场所得到广泛的应用。随着城市建设规模的扩大,要保证城市电力送 的进、供得出、用得上,110KV 级终端将成为城市电力的重点。对于为此所要用的 干式变压器来说,其安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安 全可靠,而绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的 主要原因之一。此外还有过压、欠压、过载等因素。因此,对变压器的运行温度及 运行时电压、电流的监测及报警控制是十
4、分重要的。 干式变压器的故障诊断是根据其运行状态信息查找故障源,它能实现设备在带负载,不停机的情况下,通过使用先进的技术手段,对设备状态参数进行检测和分 析,判断设备是否存在异常或故障,故障的部位和原因以及故障的劣化趋势等,以 确定合理的检修时间和方案。分析的基础是电工基本理论,是对电气设备的构造、 原理、性能的充分理解,是与故障实际的结合。在线检测可以捕捉到非瞬间故障的 先兆信息。它的最突出特点是可以在运行中实时检测。这是在线检测最大的技术优势。1、变压器在线监测的原理和程序 虽然变压器在线检测的内容和目标不同,但在线检测的基本原理是相同的。它 通过安装在变压器上的各种高性能传感器,连续的获
5、取变压器的动态信息。在线检 测装置通过智能软件系统和软件规则程序实现自动检测。 在线检测的判定系统并非根据所测量的参数绝对值,而是根据测量参数随时间的变化趋势来进行判定。它的工作程序是通过与计算机联网,在很高的自动化条件下,收集、存储并现场处理所测到的数据,做出趋势预测。在线检测的基本流程是: 数据收集数据存储状态分析判断故障类型判定故障位置提出维护方案。2、 变压器在线检测的范围 就目前而言国内外变压器在线检测的范围很广,主要包括: 1) 利用光纤传感器进行热点检测； 2)在线检测局部放电,包括电气检测法、声音检测法、超高频检测法、静态 检测法； 3)在线检测套管的功率因数和电容；4)在线检
6、测冷却装置的功能；5)在线检测负载电流；6)在线检测绝缘纸的湿度和迁移情况； 7)在线检测结构件的夹紧力； 8)在线检测 OLTC的性能和缺陷,包括 OLTC 声音传播情况, OLTC 分接变换过程中的振动,在线检测 OLTC 电机驱动性能；9）在线检测铁心接地故障和绕组缺陷；10）在线检测GIS全封闭组合电器；干式变压器在线检测基本上需要检测的三项为：对运行状态下变压器噪声的检测；变压器工作状态下温升的检测；对变压器工作状态下局部放电的检测。在下文中讲一一的对上述三项检测进行简单的介绍。首先从噪声检测开始，干式变压器与油浸式变压器运行时产生的噪音是存在区别的，在工作状态下干式变压器运行噪音比
7、油浸式变压器大得多，但是从运行监视的角度考虑，干式变压器的噪音却为分析供电设备运行状况提供了便捷的途径。它可以反映整个供电设备的运行状况，日常多加注意干式变压器的运行噪音，可以及早发现供配电设备的故障，采取适当措施应对就可以避免许多供电事故的发生。对变压器工作状态下温升的检测：干式变压器温升计算与油浸式的差异较大，因为它没有油的影响，而且各发热体之间存在相互影响的可能性不大。一般温升计算的经验公式为：试中 T为绕组或贴心对周围环境的温升 K为经验系数 q为绕组或铁心有效表面热流密度 n为经验系数由于干式变压器的结构型式的不同，铁心、绕组的相对位置的不同，经验系数的取值也不同。例如，同样为树脂浇
8、注干式变压器，对于带填料或不带填料的产品，其绕组的温升计算也不尽相同，但计算原理一致。在实际进行工程计算的时候应根据干式变压器的结构进行选择计算。 对变压器工作状态下局部放电的检测。绝缘系统中只有局部区域产生放电而没有贯穿施加电压的导体之间，这种现象称之为局部放电。局部放电通常有以下三种形式：1）内部局部放电；2）表面放电；3）电晕放电；常见的局部放电检测与诊断多采用电脉冲信号法和超声法。对电信号和声信号联合监测取得理想的定量和定位效果，根据视在放电量、分布图谱和放电源的定位，来判断故障。3、 干式变压器故障诊断故障诊断是根据设备运行状态信息查找故障源，并确定相应的决策的一门综合性的新兴科学。
9、它能实现设备在带负载，不停机的情况下，通过使用先进的技术手段，对设备状态参数进行监测和分析，判断设备是否存在异常或故障，故障的部位和原因以及故障的劣化趋势等，以确定合理的检修时间和方案。由于减少了事故停机损失，提高了设备运行的可靠性和经济效益，降低了维修费用，故障诊断的优越性已为越来越多的管理人员，技术人员所共识。先来介绍一个概念：设备故障率曲线。即是：设备在整个服务内，故障发生的次数和时间是有着宏观规律的，虽然对每一台设备来说，出现故障的次数和使用寿命各不相同，但其发展规律都是一致的，其寿命曲线形状两边高，中间低凹平坦，形似一个浴盆，故称设备故障发生的“浴盆”曲线。设备在整个服役期内，设备故
10、障率通常可分为三个阶段：1）初期故障率；2）稳定期故障率；3）劣化期故障率；在初期阶段。在设备试运行阶段严格验收和认真调整，以减少设备隐患和故障率。同时在初期阶段，设备点检周期要短一些，以及时发现故障，排除故障。稳定期阶段。设备维持正常的点检和管理，但点检周期可适当地长一些。劣化期阶段。当设备进入劣化期后故障逐渐增加。这时必须适当增加点检的次数。当简易诊断发现故障征兆和状态参数已经达到引起注意的水平时，就应该立即采取精密诊断，对故障部位和程度进行准确的判定，做出相应的维修方案和措施，通过维修，排除故障和隐患，使设备恢复原有性能，设备重新进入低故障的稳定值，这样就可以延长设备的使用寿命。根据故障
11、现象分析故障原因，是查找电气故障的关键。在分析电气设备故障时，通常需要用到以下一些方法：状态分析法；图形分析法；单元分析法；推理分析法；简化分析法；智能诊断方法。确定故障部位是查找电气设备故障的最终目的。多采用多种手段和方法：通过对声音和振动的观测发现故障；从温度变化发现故障；从气味变化发现故障；检测外观和变色发现故障；还可进行仪器检测等等。故障诊断与在线检测对设备的安全运行有着重大的意义，不仅能减少设备的维护周期，还能减少维护费用。同时还减少了事故的停机损失，提高了设备运行的可靠性和经济效益。参 考 文 献【1】李建明 ， 朱康 高压电气设备试验方法 中国电力出版社 2004【2】陈家斌 电气设备检修与试验 北京：中国水利水电出版社 2003【3】王小华，荣命哲，贾申利 电气设备状态检测 北京：机械工业出版社 2001【4】朱德恒，严璋 电气设备状态监测与故障诊断技术 北京：中国电力出版社 2009【5】成永红 电力设备绝缘检测与诊断 北京：中国电力出版社 2001
