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1、故障情况及检测新技术探讨故障情况及检测新技术探讨大型电力变压器大型电力变压器主要内容一、国家电网公一、国家电网公司变压器在运及司变压器在运及运行情况运行情况电压等级(kV) 台数(台) 容量(MVA) 2008年 2007年 同比 2008年 2007年 同比 750126666003000360050015021170332425479.4328721.296758.23301961801645855.841285.8457022045704023547694600.2593359.3101240.911013455119671488546947.1440576.35106370.75661
2、78016859540996.3936322.654673.74合计 21515190312484176047914432653172142008年本体非停原因分布年本体非停原因分布2007年本体非停原因分布年本体非停原因分布2008年变压器跳闸本体原因分布二、国家电网公二、国家电网公司变压器事故司变压器事故/ /障障碍情况统计及分碍情况统计及分析析2007年变压器各电压等级变压器事故分布2008年变压器损坏事故直接原因饼图年变压器损坏事故直接原因饼图华北姜家营500kV主变压器故障华北姜家营500kV主变压器故障 故障是由高压线圈的匝间短路引起的，制造缺陷和选材质量较差是变压器故障的主要原因
3、。从中发现有Cu2S，但是Cu2S生成和对变压器匝间绝缘的影响需要进一步开展研究。湖北钢都500kV主变压器故障湖北钢都500kV主变压器故障故障是由高压套管爆炸所致，套管故障的主要原因是工艺处理中出现失误。不完全统计220kV变压器所用套管中，南京电瓷总厂967支，传奇公司867 支，共占总数的55.2%。330kV变压器所用套管中，ABB公司67支，西安西电高压电瓷有限责任公司60支，共占总数的81.9%。500kV变压器所用套管中，ABB公司236支，传奇公司233支，日本NGK公司99支，共占总数的53.8%。750kV变压器所用套管均为德国HSP公司产，共6支。 三、大型电力变三、大
4、型电力变压器缺陷诊断新压器缺陷诊断新技术探讨技术探讨制造过程中的局部缺陷（如气泡、裂缝、悬浮导电质点和电极毛刺等）正是这些缺陷会造成绝缘体内部或表面出现某些区域电场强度高于平均电场强度，当这些区域的击穿场强低于平均击穿场强时，将会首先发生放电、而其它区域仍保持绝缘特性，从而形成局部放电 。绝缘在电、热、机械等应力长期作用下产生的老化局部放电引起介质劣化和损伤的机理是多方面的，主要包括三种效应：（1）带电质点(电子和正、负离子)对介质表面的撞击，切断分子构造；（2）由于带电质点撞击介质，在放电点引起介质局部温度上升，使介质加速氧化，导致材料的机械、电气性能下（3）局部放电产生的活性生成物对介质的
5、氧化作用使介质逐渐劣化。 绝缘内的电场分布绝缘内的电场分布开始外加电压时空穴内没有初始电荷绝缘内的电场分布绝缘内的电场分布空间电荷改变了电场分布=绝缘体其他部分的电场增强并使其劣化几率增加绝缘缺陷的电气模型绝缘缺陷的电气模型经典三电容模型空穴放电空穴放电 空穴上的电压 Vc降到0 击穿时， Cc放电释放出能量 Ca向Cb提供能量Va = Vb + VcVc = 0Va1 = Vb1视在放电量估计视在放电量估计视在放电量估计视在放电量估计电磁辐射电磁辐射射频射频声子声子超声波超声波 电荷迁移电荷迁移-电流脉冲电流脉冲(脉冲电流法脉冲电流法)PD材料分解材料分解(DGA方法方法)HF(3M-30M
6、Hz)HF(3M-30MHz)VHF(30M-300MHz)VHF(30M-300MHz)UHF(300M-3GHz)UHF(300M-3GHz)光发射光发射(光测法光测法)产生热量产生热量(测温法测温法)当变压器内部出现局部放电时，在出现脉冲电流信号的出线端、套管末屏接地线、铁芯接地线等处，利用电流传感器在这些点测量局部放电脉冲电流信号并进行分析，这种方法称为脉冲电流法。 脉冲电流法主要利用局部放电频谱的较低频段部分，一般为数kHz到数百kHz 。常规电流传感器采用电耦合的方式，包括RC和RLC两种检测阻抗，RC型检测阻抗一般是宽带测量，多用于试验研究；RLC型检测阻抗多串接在变压器套管末屏
7、接地线，作为窄带测量。 宽带的检测频带变化较大，一般在200400kHz ,具有脉冲分辨率高，但信噪比低窄带的检测频带一般为15kHz,中心频率在1MHz以内，具有灵敏度高、抗干扰能力强，但输出波形畸变严重。在线检测时，目前普遍采用的是罗果夫斯基线圈。检测灵敏度高、视在电荷量可标定现场强烈的电磁干扰是脉冲电流法的瓶颈广泛用于变压器型式试验、预防和交接试验、变压器局部放电实验研究化学检测法(罗杰斯比值法)优点：受外界电磁干扰影响相对较小，准确度较高缺点：油气分离时间长，实时性差，对突发性故障不灵敏检测局放产生的声发射优点：不影响电气主设备的安全运行，受电磁干扰影响较小缺点：声波阻抗复杂，超声波信
8、号传播途径复杂、衰减严重，检测灵敏度较低光纤技术光纤超声波法测量原理：当局部放电的超声波信号传播到光纤上时会发生碰撞从而使光纤发生形变，紧接着导致光纤的长度和折射系数发生变化。光波在光纤中传播时受到超声信号的相位调制，然后采用合适的调制解调器把局放的超声波信号提取出来 光测法测量局部放电产生的光来探测局放尽管在实验室里采用光学技术对电气设备的局部放电和老化等做了许多有用的研究，但该技术达到现场应用还有很大的距离。造成这种局限的主要原因变压器结构复杂，不透光，且有光学设备的造价高 红外测温法红外检测是基于局部放电点的温度升高，利用红外探测仪的热成像原理实现热点测量。目前针对变压器外部故障（包括导
9、体连接不良、漏磁引起的箱体涡流、冷却装置故障和变压器套管故障等）是有效的 由于变压器结构和传热过程的复杂性，要利用红外成像方法直接检测变压器本体内部的局部放电是十分困难的。高频RF检测、超宽带(300M-3000MHz)国外KEMA公司，Deft大学、法国Alstom公司、英国Strathclyde大学；国内清华大学、西安交通大学、华北电力大学、重庆大学等都展开了大量的理论和工程探索，大大推动了该方法的研究和应用优点：灵敏度高、抗电晕干扰抗电晕干扰、非接触式检测，更安全，适合在线，理论上可定位缺点：发展不完善，诊断判据、定位（变压器）技术都有待于进一步发展脉冲电流法测量局部脉冲电流法测量局部放
10、电的判别放电的判别电晕放电电晕放电发生部位发生部位: 高压导体尖端、毛刺高压导体尖端、毛刺 地电极尖端等、毛刺地电极尖端等、毛刺电晕放电电晕放电特点特点: 始始发发生生负负脉脉冲冲（针针电电极极”+”，板板电电极极”-”） 更高电压下，产生正脉冲，且幅值较大更高电压下，产生正脉冲，且幅值较大 发生在电压峰值处发生在电压峰值处 随电压增加，放电重复率增大随电压增加，放电重复率增大电晕放电的谱图电晕放电的谱图 (高压端为针电极高压端为针电极)电晕放电的谱图电晕放电的谱图 (地电极为针电极地电极为针电极)沿面放电沿面放电发生位置发生位置: 套管套管 电缆终端、接头电缆终端、接头 发电机线圈发电机线圈
11、沿面放电沿面放电特征特征: 正负半周均有放电正负半周均有放电 发生在零点与峰值之间发生在零点与峰值之间 峰值点后无放电现象峰值点后无放电现象 可沿放电通道延伸可沿放电通道延伸 脉冲幅值高于气泡或空气间隙放电脉冲幅值高于气泡或空气间隙放电沿面放电谱图沿面放电谱图内部放电（内部放电（空穴型放电空穴型放电）位置位置: 固体或液体绝缘中充气的空隙部位固体或液体绝缘中充气的空隙部位主要原因气体绝缘低电气强度气隙中电场增强内部放电内部放电特点特点: 两半周均有放电，波形基本对称两半周均有放电，波形基本对称 多发生在零点与峰值之间多发生在零点与峰值之间 电压增加，幅值无明显变化，放电密度加大电压增加，幅值无
12、明显变化，放电密度加大内部放电内部放电内部放电谱图内部放电谱图悬浮放电悬浮放电位置位置: 分接引线、导线接头连接不良等分接引线、导线接头连接不良等因加工损伤而刮伤的金属屑因加工损伤而刮伤的金属屑螺栓松动等螺栓松动等安装中遗落的金属组件等安装中遗落的金属组件等特点特点加压到一定程度，放电突然出现，放电幅值、间隔大体相等随电压升高，脉冲出现的频率加快，幅值则基本不变。统计谱图呈现比较典型的“柱状”分布，放电几乎遍布所有相位，电压峰值后发生较少 悬浮放电悬浮放电当电力变压器内部发生局部放电时，将会向外辐射出特高频（Ultra High Frequency，下文简写为UHF）电磁波因此，通过检测电力变
13、压器内部是否存在UHF信号，可以判断电力变压器内部是否发生局部放电。UHF检测方法由于检测频带宽且高（300M1500MHz），因此兼有灵敏度高和抗干扰能力强的优点；特别由于变压器外壳具有良好的屏蔽作用，外部UHF信号无法进入油箱内部，这更加有利于现场环境下的抗干扰。此外，由于UHF检测方法由于和变压器高压侧完全不存在电气上的连接，因此这种检测方式对于二次系统和操作人员来说更加安全可靠。特高频检测变压器局部放电技术源于80年代的英国。目前，特高频检测局部放电的技术已经有了长足的进步，在我国也已经在一定的应用。特高频检测探头一般安装在变压器内部，如人孔（或手孔）、放油阀等位置。特高频检测探头安装
14、在变压器放油阀位置。优点：抗干扰能力强。定位精确。缺点：难以定量无法与传统脉冲电流法测量结果进行比较 特高频局部放电测量的频段为特高频局部放电测量的频段为300MHz-1500MHz，便于进行定位。，便于进行定位。多所国内外研究机构进行了相关的研究。多所国内外研究机构进行了相关的研究。定位系统如下组成：定位系统如下组成：4路路UHF宽带天线（安装在铁心同侧）宽带天线（安装在铁心同侧）4个个UHF宽带放大器宽带放大器高速数字示波器，模拟带宽高速数字示波器，模拟带宽8GHz，采样率，采样率25GS/s定位计算软件定位计算软件特高频检测局部放电定位系统组成特高频检测局部放电定位系统组成基于时间差的网
15、格搜索算法基于时间差的网格搜索算法（1 1）时间差）时间差 辐射源辐射源P(xP(x，y y，z)z)到传感器到传感器S Si i ( x ( xi i , y , yi i , z , zi i ) )的传播时间的传播时间t ti i满足满足(1)(1) 传感器传感器S Si i与参考传感器与参考传感器S S1 1的的相对时间差相对时间差为为 1i1i t ti it t1 1 ( i = 1 , ( i = 1 , m ; m 4 ) (2), m ; m 4 ) (2) 通过通过4 4个传感器测出个传感器测出3 3个相对时差个相对时差1i1i并列出并列出3 3个时个时间差方程。间差方程。
16、特高频检测局部放电定位原理特高频检测局部放电定位原理特高频检测局部放电定位原理特高频检测局部放电定位原理 网格搜索算法网格搜索算法 将变压器内部空间划分为若干个网格，分别取将变压器内部空间划分为若干个网格，分别取网格中心点的坐标。将此坐标逐次带入上述三式，网格中心点的坐标。将此坐标逐次带入上述三式，求得一系列时间差。求得一系列时间差。 将这些时间差与测量所得的时间差对比，相差将这些时间差与测量所得的时间差对比，相差最小的网格坐标即为定位计算结果。最小的网格坐标即为定位计算结果。 (a)试品和传感器 (b) 信号采集部分 ：一组传感器阵列；：连接传感器及放大器的四路RG402U高频电缆；：四路X
17、KLA1060N3515型放大器；：LeCroy 8620A型数字示波器；：JF-2002型局放仪实际检测系统简介实际检测系统简介 （2）B相高压线圈外，气泡放电（3）C相高压线圈出线端，尖刺放电（1）A相高压线圈引线处，尖刺放电特高频检测局部放电定位试验研究特高频检测局部放电定位试验研究（1 1）A A相高压线圈引线处，相高压线圈引线处， 尖刺放电尖刺放电放电模型设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号（2 2）B B相高压线圈外，气泡放电相高压线圈外，气泡放电放电模型设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号（3 3）C C相高压线圈出线端，尖刺放电相高压线圈出线端，尖刺放电放电模型
18、设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号定位效果：定位效果：定位灵敏度：不大于定位灵敏度：不大于50pC50pC。定位准确度：不大于定位准确度：不大于30cm30cm。（1 1）A A相高低压绕组相高低压绕组 之间，沿面放电之间，沿面放电（2 2）A A相端圈，沿面相端圈，沿面 放电放电（3 3）B B相高低压绕组之相高低压绕组之间，悬浮放电间，悬浮放电（1 1）A A相高低压绕组之间，沿面放电相高低压绕组之间，沿面放电放电模型设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号放电模型设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号（2 2）A A相高低压绕组之间，沿面放电相高低压绕组之间，沿面放电
19、（3 3）B B相高低压绕组之间，悬浮放电相高低压绕组之间，悬浮放电放电模型设置放电模型设置放电放电UHFUHF信号信号定位效果：定位效果：定位灵敏度：不大于定位灵敏度：不大于2000pC2000pC。定位准确度：不大于定位准确度：不大于15cm15cm。 C C相低压绕组与铁心之间，相低压绕组与铁心之间，悬浮放电模型悬浮放电模型放电放电UHFUHF信号信号定位效果：定位效果：定位灵敏度：不大于定位灵敏度：不大于4000pC4000pC。定位准确度：不大于定位准确度：不大于15cm15cm。（1 1）B B相高低压绕组之间，悬浮放电相高低压绕组之间，悬浮放电（2 2）C C相低压绕组与铁心之间
20、，悬浮放电相低压绕组与铁心之间，悬浮放电 （2）B相高压线圈外，气泡放电（3）C相高压线圈出线端，尖刺放电（1）A相高压线圈引线处，尖刺放电特高频检测局部放电定位试验研究特高频检测局部放电定位试验研究 变压器局部放电测试技术总结变压器局部放电测试技术总结谢谢谢谢ThanksThanks5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要
21、始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨
22、很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着
23、一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的
24、事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双
25、眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。10、没人能让我输，除非我不想赢！11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。13、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。14、当你决定坚持一件事情，全世界都会为你让路。15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。
