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电力变压器检测周期及检测方法

2019-06-13

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。

电力冲击电流发生器周期

1、按照DL/T 596-2005 《电力设备预防性试验规程》的要求,10kV电力变压器,正常试验周期是1-3年一次,但需要时,可以缩短试验周期,一年一次。

2、有些企业10kV变压器容量比较大,相对重要,用继电保护装置进行控保。但保护装置的定值是要求一年进行一次校验的,所以许多单位在进行保护校验停电的时候,就顺带进行了变压器试验。

3、一般来说,变压器的高压试验是非破坏性的试验,增加试验次数不会对变压器造成伤害,所以一年一试是重要用户的明智选择。

4、随着材料科学的进步和现代制造技术的发展,电气设备正在向长周期、免维护、状态检修方面发展,将来可望发展到多年检修或不检修的阶段。

电力变压器的在线监测技术的研究

电力设备在正常的工作中,输电线路电压的等级是处于不断升高的状态的,这也就直接的连续影响着电力变压器的内部电压大小。因此,这时候电力系统的运行电压的容量还需要随之有所增加。同时,由于变压器是电力系统主要的电力设备之一,变压器的运行情况也受到了很高的关注度。在一些相关的变压器检测方面的要求与规则范围内,相关的电力变压器在固定的期限内可以做一些预防性质的检测措施,比如应该采取定时、定点的预防性检测工作,检测性实验以及检测设备的信息的获取也要坚持不断地记录在检测日志上面,要明确电力变压器在线监测的数据信息需要。

但是我国目前在电力变压器的检测技术上依然存有一些相对较明显的缺陷,主要有以下表现:离线监测的预防性不到位,在离线预防性检测实验的结果当中不能够准确的反映变压器的实际工作状态。具有表面绝缘材料的变压器设备实际上是一个逐渐变化的过程,在一个周期的运行结束后,离线监测就不能检测到变压器绝缘裂化的过程,这就会导致严重的安全隐患产生。与此同时,加之预防性实验具有周期性,而且变压器的故障诊断带有一定的滞后性,当故障发生或者将要发生故障时才能够检测到电力变压器的故障,因此不能够及时的做到对于变压器故障的隐患防患于未然。

再者,预防性的变压器检测实验大多数的工作环境是需要在停电的状态下进行的,这样的操作在某种程度上会直接的影响电网系统的持续性供电。因此,这就为企业用户以及居民用户带来了不利的影响,并且还有可能会造成人身安全以及财产的损失。

变压器在线监测技术的优点以及缺点

优点

这一技术打破了以往的变压器局限性,能够实现变压器信息的在线搜集,弥补常规变压器检测方式的缺点。能够将变压器的实际工作情况实时的反馈给工作人员,以便于将故障发生的隐患得到及时的处理。同时,变电器的绝缘检测方法能够选择不同的检测周期,能够使变电器的性能有显著的提高,加速电期,加速电网的运行速度以及使用寿命,从而能够积累大量的数据,保证变压器检测测得的数据的真实性以及有效性。

缺点

变压器的在线监测技术在许多的方面都弥补了传统检测技术的缺点,但是根据电力变压器的在线监测技术理论,目前还不能够实现完全的代替停电预防性实验。主要因素如下:

目前我国的电力企业在电力变压器在线监测的理论以及技术上都还不太完善,难以就在线监测状态的量性标准进行相关的判断。还需要对电力变压器的绝缘特征量的检测方法和绝缘劣化的特征量等方面进行更进一步的探究。

由于在线监测是在变压器运行的状态下进行的,外界对检测设备的干扰不可避免,对在线监测测量时的干扰抑制十分困难,再加上干扰的存在,会直接影响在线监测的正确性,也降低了检测结果的可信度,并制约着变压器在线监测的应用和发展。

目前在线监测测量的是工频电压下的设备绝缘参数,对电力系统内时常发生的过电压情况下的绝缘品质无法进行测量,这也制约着在线监测技术的进一步发展。

变压器的在线监测技术和诊断方法

油中溶解气体的在线监测和分析

随着国内外研究和应用油中溶解气体在线监测设备的不断普及,虽然不同的装置在线的检测手段和取样方式的侧重点各不相同,但是在原理上都是通过定性和定量测定气体组分和含量的高低转换成相应强弱的信号而达到在线监测的目的。并通过其现场MIS系统迅速的把测量结果传输到工作站和管理者联网的计算机中,而且很多资料都表明,目前一些有实力的公司和科研工作室都在致力于研究光声传感器,使在线色谱仪中不再携带带气装置,从而延长设备的使用寿命和检测精确度。

局部放电分析

所谓的局部放电就是在高压电力系统的设备里的绝缘体当中,因为电场的局部性的集中而产生了一种放电现象,这种放电现象是非桥接状态下产生的。与此同时,加上当前不管是国内还是在国外在这个领域研究最多的并且应用的最为广泛的局部放电在线监测方法一个就是通过脉冲电流法,另一个就是超声波法。对于这两种方法我下面做一个简要的分析:脉冲电流法在理论上是能够做到测量范围最小达到几皮库的局部放电,这可以说是它的一个优点,但是这也意味着这种在线监测方法相对而言交易容易受到外界的电磁干扰。而超声波法的原理主要是通过安装在变压器的油箱上面的超声波传感器来对局部放电造成的超声压力波进行检测,其优势是抗电磁干扰的性能较强。同时,如果采用多个超声波传感器之后不仅可以更加精准的在线检测,还可以对放电进行定位。但是这种方法也有其不足之处,由于超声波在设备内部绝缘里的吸收以及散射,灵敏度没有脉冲电流法高。

局部放电的危害及主要放电形式

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。

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。

变压器局部放电检测方法

变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据,产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等,根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法,下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。

1. 脉冲电流检测法

这种方法是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。

2.化学检测法

化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时,会导致绝缘材料被分解破坏,在这一过程中会出现新的生成物,通过对这些生成物的成分和浓度进行检测,能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强,基本上能够达到不受电磁干扰的程度,也比较经济便捷,还具有自动识别功能;但该检测方法也存在一些缺点:由于生成物的产生过程时间较长,故此延长了检测周期,只能发现早期故障,无法检测突发故障,并且该方法只能进行定性分析,无法实现定量判断。另外现在使用的气体传感器对检测到的所有气体都较为敏感,致使检测的准确性不是很高。

3.光测法

由于局部放电会产生光辐射,光测法主要是针对局部放电时产生的光辐射进行检测。通常情况下变压器油中发生放电时所产生的光波长度均不相同,试验结果表明光波的长度一般在500nm~700nm 这一区间范围,当光电发生转换后,根据光电流的特性,能够对局部放电进行识别。

电力变压器检测周期及检测方法

4. 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。

5. 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。

6.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。

7.超声波检测法

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。


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