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案例展示
高頻脈沖電流和超聲波聯合檢測法,110kVXX變電站2#主變,局部放電缺陷
日期:2011-09-27

單位名稱:【中國國家電網公司泉州供電局】

一、裝置概況

生產廠家:廈門紅相電力設備股份有限公司。

裝置名稱:便攜式變壓器局部放電檢測儀。

裝置型號:PDT-832T。

二、案例經過

2008年6月25日,為了配合泉州供電局完成重要電氣設備的狀態監測工作,我司技術人員使用PDT-832T便攜式變壓器局部放電檢測儀對泉州局所轄的40多臺110kV、220kV級變壓器進行了局部放電普測,測試儀采用高頻脈沖電流法和超聲波法相結合,高頻CT傳感器安裝在變壓器的鐵芯接地線上,超聲波傳感器吸附在變壓器外殼上,具體的安裝情況如下圖:

 

 

超聲波傳感器

高頻CT

 

 

通道1接高頻CT傳感器測量鐵芯接地線上的脈沖電流信號,通道2和通道3接超聲波傳感器測量變壓器外殼上的超聲波信號,每臺變壓器的測試總時間為30分鐘,每兩次測試時間的間隔為1分鐘,在測試中發現110kVXX變電站的2#主變有異常,截取其中的部分圖譜:

測試分析:

高頻CT通道1信號存在一定的間歇性,且幅值和數量會發生一定的變化,在一、三象限末有明顯的兩個信號團,呈衰減性,峰值出現在90°和270°附近,高頻CT通道1超聲波通道2和超聲波通道3的信號數量在隨后的相位也出現了兩個峰值,幅值突變較大,并且都為正極性的信號團,這是典型的局部放電圖形,綜合高頻CT和超聲波可以判斷存在變壓器內部的局部放電。使用超聲波傳感器定位局部放電源位于變壓器A相中部,并很有可能是低壓繞組處。

紅相工程師建議:對110kVXX變電站2#主變要加大關注力度,縮短檢驗周期,并結合其它檢測數據對設備進行全面評估,因可能是變壓器繞組存在缺陷,建議進行油色譜試驗、繞組變形試驗、低電壓短路阻抗試驗等。

經過了解,110kVXX變電站2#主變在局部放電檢測1個星期前曾經發生過低壓出口短路故障,由于保護及時動作,故障很快被排除,變壓器承受的短路故障時間不長,所以繼續運行。得到紅相公司的檢測結果后,供電部門很快對此臺變壓器進行了相關試驗。其中油色譜試驗結果與一年前結果相比,油中總烷明顯增加,并出現了微量C2H2,已達到GB7252-1987《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》所提出的注意值;頻響法繞組變形試驗與出廠時做的原始曲線比較,頻響諧振點有較大偏移;低電壓短路阻抗試驗表明高對低、中對低阻抗都有了明顯增大,A相短路電抗值增加。

 

三、檢測技術

PDT-832T采用高頻脈沖電流和超聲波聯合檢測法,檢測方法簡介:

在電力變壓器內發生局部放電時,不但會產生高頻脈沖電信號,同時還會伴隨著爆裂狀的聲發射,產生超聲波信號。超聲波的穿透能力很強,從局部放電源以球面波的方式向四周傳播,通過絕緣到達油箱壁。

超聲波在變壓器油中的傳播速度約為1.4mm/μs。在變壓器內的局部放電伴隨產生的超聲波信號而言,其信號的頻帶范圍也是有限的,一般是在10kHz到180kHz之間,主要的危害頻段在80kHz到150kHz之間。采用這個頻段的超聲波傳感器可以避開鐵芯的鐵磁噪聲和變壓器的機械振動噪聲。超聲波檢測主要用于定性地判斷局放信號的有無,可以分辨局部放電的程度。

在局部放電產生時的脈沖信號,由于在油介質中的緣故,其頻率范圍是很高的。通過把傳感器連接到變壓器套管末屏接地線、外殼接地線、中性點接地線、鐵芯接地線可以檢測由局放引起的脈沖電流,獲得視在放電量。采取使用高頻CT傳感器卡在接地線上的方法可以較好的獲得視在電量。

分析評價方法

使用便攜式變壓器局部放電檢測儀PDT-832T的檢測數據分析評價變壓器運行狀況可以采用與儀器典型圖譜比對的方法。PDT-832T具備的典型圖譜如下:

1、變壓器內部放電

圖譜說明:正負半周的放電幾乎同時產生,圖譜形狀也十分相似。放電起始時局放脈沖總是先出現在電壓幅值絕對值上升部位的相位上(約90°及270°處),電壓升高后放電脈沖的相位范圍逐漸擴展,甚至超過0° 和180°,但90°和270°之后的一段相位內沒有放電產生。

2、變壓器沿面放電

圖譜說明:正負半周的放電電壓幾乎相同,放電起始時的局放脈沖幅值相差不大。正負半周的放電都出現在電壓峰值周圍,相位在30°~120°和210°~300°的區間內,圖譜形狀基本呈矩形分布。

3、變壓器懸浮放電

圖譜說明:相位分布很寬,集中出現0°~90°,150°~270°,330°~360°相位范圍內,圖譜形狀基本呈矩形分布。

4、變壓器油中氣泡放電

圖譜說明:正負半周的放電幾乎在相同電壓下產生,起始放電幅值也相差不大。正負半周的放電都出現在電壓峰值周圍,在30°~140°,220°~320°的區間內,圖譜形狀基本呈錐形對稱分布。

5、變壓器油中尖板放電

圖譜說明:正負半周的放電都出現在電壓峰值周圍,在60°~120°和230°~300°的區間內圖譜形狀呈錐形不對稱分布,正半周的放電幅值比負半周要小。

6、噪音信號圖譜

圖譜說明:噪音信號分為持續性噪音和周期性噪音,在0°~360°整個的相位內都存在。持續性噪音在各個相位上放電的數量基本相同,周期性噪音為周期性重復出現,在數量和大小上都很相似。噪聲的大小沒有限制,其幅值的大小,與本身的頻率有關。

 

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