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變壓器局部放電超聲定位測量案例分析
1某臺(tái)150000kVA/220kV電力變壓器局部放電測量實(shí)例
1.1*次局部放電測量結(jié)果
*次局部放電測量結(jié)果如表1所示。
表1*次局部放電測量結(jié)果單位:pC
端子 A相 Am相 B相 Bm相 C相 Cm相
局部放電量 2000 1200 90 400 100 400
A、Am相均大于500pC,超過標(biāo)準(zhǔn)要求。分析B、Bm、C、Cm相的測量結(jié)果,局放量B、C相較小,Bm、Cm相較大。其原因與低壓側(cè)套管有關(guān),因低壓電壓為38.5kV,使用的穿纜式套管下部所涂半導(dǎo)體材料與壓緊套管的裝置產(chǎn)生帶聲響的局部放電,其放電波形的特征為單性。
1.2分析A、Am相的局部放電波形
Am相的放電信號(hào)由A相傳遞過去,這從波形的特征和幅值、局放信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間可以確定。A相的局部放電的特征為:起始放電電壓很高,接近試驗(yàn)電壓;信號(hào)出現(xiàn)有滯后性,當(dāng)施加于該變壓器的電壓達(dá)到試驗(yàn)電壓的水平時(shí),放電信號(hào)將滯后1~5min出現(xiàn)。在出現(xiàn)局部放電信號(hào)的同時(shí),伴隨著可以聽見的放電聲,其放電聲比較單調(diào)、清晰,放電面積范圍很小。放電波形一周期內(nèi)出現(xiàn)兩處,如圖3所示,略帶一點(diǎn)小尾巴,放電信號(hào)整齊,一出現(xiàn)放電時(shí)放電量達(dá)到1000pC以上。
圖3局部放電波形圖
1.3查找與處理過程
首先放油吊心檢查A相周圍環(huán)境,重包A相引線,嚴(yán)格按照工藝抽真空注油。經(jīng)試驗(yàn)無任何改善,A相放電水平、放電起始電壓等參數(shù)均不變。
1.4采用超聲定位系統(tǒng)測定放電源過程
(1)先用1個(gè)探頭掃描,在油箱表面尋找超聲信號(hào)較大的部位,經(jīng)多次移動(dòng)探頭在油箱表面的安裝位置,測得A相引出線下部的超聲信號(hào)較大。
(2)在所測得的超聲信號(hào)較大的油箱表面處,安裝4個(gè)探頭①、②、③、④成矩形分布,如圖4所示。
圖4探頭安裝順序圖
矩形長(①、②之間)為235mm,寬(②、③之間)為210mm,坐標(biāo)原點(diǎn)定為①探頭處,坐標(biāo)方向x、y、z如圖4所示,其z正方向指向油箱內(nèi),按照前面所述的超聲定位測量系統(tǒng)工作原理進(jìn)行定位測量,測得兩組坐標(biāo)數(shù)據(jù)為:
x1=124y1=-144z1=367
x2=127y2=-142z2=367
(3)旁證測試:探頭②位置不變,僅用探頭②測量其所在點(diǎn)到放電源的距離,并改變超聲定位測量系統(tǒng)中“波存”的采樣速度分別為0.1μs/字、0.2μs/字、0.5μs/字,測得探頭②到放電源的距離均接近403mm,與利用x、y、z坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果僅差10mm。
(4)據(jù)試品設(shè)計(jì)圖查得局部放電源位置如下:
輻向位置:靠近B相,位于A相高壓繞組與調(diào)壓繞組之間。
軸向位置:高壓出線之下,下半部調(diào)壓繞組之上。
(5)將變壓器吊心,拔出鐵軛片,并更換A相高壓與調(diào)壓繞組間的主絕緣。在更換主絕緣的過程中未發(fā)現(xiàn)主絕緣損壞和有較為明顯異物(有可能在拆卸絕緣件時(shí)異物被抖落)。經(jīng)更換局部放電源處的主絕緣后,測量的局部放電結(jié)果見表2。
表2第二次局部放電測量結(jié)果單位:pC
端子A相 Am相 B相 Bm相 C相 Cm相
局部放電量 60 250 50 180 70 250
1.5結(jié)果評(píng)價(jià)
通過對(duì)上述變壓器一系列的試驗(yàn)及處理過程的分析,我們可以得出:在查找變壓器局部放電問題時(shí),超聲定位測量較電氣測量*。
2某臺(tái)120000kVA/(220/121/38.5)kV電力變壓器局部放電測量實(shí)例
2.1采用常規(guī)的電測法測量結(jié)果
B、Bm、C、Cm相均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,A相放電量為3000pC,Am相為2000pC。我們采用電測法,查找局部放電源歷時(shí)一年之多,試驗(yàn)十幾次,測試結(jié)果如下:
(1)反復(fù)測定起始放電電壓,起始放電電壓隨加壓時(shí)間的增加而逐漸變低,由額定工作電壓的110%降到90%,但加壓到試驗(yàn)電壓時(shí),局部放電量一直為3000pC。
(2)放電波形在一個(gè)加壓周期為單性,A、Am相放電信號(hào)同時(shí)出現(xiàn),屬同一放電源的放電信號(hào)。
(3)采用多端測試法,A相加壓,從A、Am、B相測得局部放電同A相等量,為3000pC,其放電波形如圖5所示。
(4)在多次測試局部放電過程中,當(dāng)局部放電量高達(dá)3000pC時(shí),始終未聽見有異常的聲音。
(5)改用支撐法加壓測試A相局部放電,結(jié)果相同。
2.2利用超聲定位系統(tǒng)測定局部放電源位置的試驗(yàn)結(jié)果
利用超聲定位測定局部放電源的工作原理特征是:當(dāng)局部放電源越單一,放電波形越清晰的情況下,測試的結(jié)果將越準(zhǔn)確?;诒井a(chǎn)品上述的放電特征,認(rèn)為采用定位系統(tǒng)測定其局部放電源位置成功率較大。
采用一個(gè)超聲探頭,A相加壓時(shí),在本產(chǎn)品的油箱表面仔細(xì)掃描。當(dāng)用電測法測到3000pC放電量時(shí),整個(gè)油箱表面全部掃描完畢,找不到與3000pC放電信號(hào)對(duì)應(yīng)的超聲信號(hào),且超聲探頭測到的超聲信號(hào)較小,僅與電測法測到的小于50pC的局部放電信號(hào)相對(duì)應(yīng)。由此,可以排除變壓器器身內(nèi)有局部放電的可能性,認(rèn)為局部放電發(fā)生在變壓器的組件中。
2.3驗(yàn)證試驗(yàn)
(1)在A端屏蔽帽外掛一根Φ2mm細(xì)銅線,A相加壓,由細(xì)銅線產(chǎn)生的放電信號(hào)與A相本身的放電信號(hào)同相位,數(shù)量接近,僅起始放電電壓不同,有響聲。
(2)在C端屏蔽帽外,掛一同樣的細(xì)銅線,C相送電,測C、B相的局部放電,C、B相測得放電量相同為2500pC,波形類似于圖5。
2.4綜合分析
A相局部放電由A相之套管所致,局部放電源在A相套管的首端。本例說明,如果只采用電測法等手段,難以確定變壓器器身內(nèi)有無問題,也難以將局部放電信號(hào)傳遞的復(fù)雜性分析清楚。采用超聲定位系統(tǒng)進(jìn)行定位,從本例測定結(jié)果分析屬一種排除法。在實(shí)際試驗(yàn)中,曾多次采用排除法,解決過數(shù)臺(tái)大型電力變壓器的局部放電問題,具有較高的可靠性。