大容量變壓器局部放電試驗方法初探

大容量變壓器局部放電試驗方法初探摘要：變壓器作為電力系統(tǒng)的重要的輸電設(shè)備，變電器需要具有良好的絕緣性能，這對電力系統(tǒng)的正常運作起到?jīng)Q定性的作用。本文通過對大容量變壓器的局部放電進(jìn)行實驗方法分析，為今后的變壓器局部放電實驗提供一定的經(jīng)驗鑒定作用，方便日后實驗工作的進(jìn)行，以期達(dá)到安全穩(wěn)定運行的目的，是變壓器的運行得到保障。關(guān)鍵詞：變壓器；局部放電；試驗一、前言隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國電力發(fā)展日漸迅速，變壓器在輸送電力中轉(zhuǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。因此對變壓器的要求也因此極高。投入工程中的變壓器需要具備安全、穩(wěn)定、可靠的特點，一旦變壓器出現(xiàn)任何安全故障，將直接影響電網(wǎng)供電過程中的正常穩(wěn)定工作，影響人民日常生活和工作的對電的需求。由于變壓器可以對變壓器的質(zhì)量進(jìn)行最直接的檢驗，通過這種方式保證變壓器能夠符合使用標(biāo)準(zhǔn)，因此對變壓器進(jìn)行試驗工作也顯得十分重要。對變壓器進(jìn)行局部放電試驗?zāi)軌蛴行ψ儔浩鲀?nèi)部的絕緣狀況進(jìn)行測量。二、局部放電的概念局部放電是指某些設(shè)備內(nèi)部絕緣系統(tǒng)部分被擊穿出現(xiàn)的電氣放電現(xiàn)象。這主要是由于絕緣物質(zhì)在生產(chǎn)過程中難免會出現(xiàn)薄弱部分，而當(dāng)將電力施加在這些絕緣介質(zhì)中上時，這些薄弱的部分就會因電場的作用，出現(xiàn)局部超負(fù)荷的現(xiàn)象。其中局部放電過程中由于放電量相對較小因此不會對整體的絕緣性能造成影響。其中局部放電實驗并不會對變壓器的絕緣性能造成不利的影響，屬于一類非破壞性的實驗。三、局部放電的原因變壓器出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象主要是由于電場的分布不均勻?qū)е碌?，因此對局部放電造成影響的首要因素就是電場不均勻。對電場造成分布不均勻現(xiàn)象的主要原因包括設(shè)備中導(dǎo)體的連接處出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象形成局部電流、由于運用的不同的固體介質(zhì)，容易產(chǎn)生氣泡或者是空隙，在交變場的作用下產(chǎn)生放電現(xiàn)象以及變壓器內(nèi)部環(huán)境會引起場強(qiáng)不同程度的升高，在對變壓器進(jìn)行安裝中產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。四、局部放電方法分類由于局部放電實驗是對變壓器的質(zhì)量的有效檢測，因此對局部放電實驗進(jìn)行分析顯得尤為重要，其中局部放電實驗依照不同的實驗需求主要分為電測法和非電測法兩種。.電測法由于局部放電會引起電極間的電荷發(fā)生移動現(xiàn)象，與此同時帶動外部的電極上的電壓發(fā)生一定的變化。在這個過程中，放電的持續(xù)時間相對較短，大量的高頻的電磁信號由放電脈沖產(chǎn)生向外部輻射。電測法利用這兩種原理對變壓器進(jìn)行局部放電實驗，其中主要包括脈沖電流法、無限干擾電壓等方法。其中以脈沖電流法最為實用，這是主要對局部放電過程中，兩端的電壓產(chǎn)生的變化以及脈沖電流產(chǎn)生的變化，進(jìn)而獲得放電量。然而這種方法在目前的應(yīng)用中仍然存在著漏洞和缺點，其面對外界帶來的干擾的抵抗程度較低，實驗過程中容易受到外界的電場以及磁場的干擾，對實驗的實驗結(jié)果測量造成了很大的影響。同時也對后期變壓器正式投入運行時無法進(jìn)行在線監(jiān)測。.非電測法非電測法主要包括化學(xué)、聲音、光照、紅外熱像等方法。當(dāng)變壓器發(fā)生故障的時候可以利用化學(xué)的方法對變壓器的部分絕緣的材料通過化學(xué)中產(chǎn)生的能量進(jìn)行分解，其中分解后所得的氣體溶解在絕緣油中。通過對變壓器內(nèi)氣體發(fā)生的變化可以對變壓器內(nèi)部發(fā)生的局部放電情況進(jìn)行合理的檢測。通過色譜對油氣進(jìn)行檢測，對局部放電的情況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷。由于大量的外界元素的干擾，目前常用的變壓器局部放電檢測方法為高頻脈沖電流以及化學(xué)檢測。五、大容量變壓器局部放電試驗的方法本實驗裝置主要包括變頻器、試驗用變壓器、分壓器和補(bǔ)償電抗器。將試驗裝置與試驗中所需要檢測的變壓器進(jìn)行并聯(lián)形成一個回路裝置。整個裝置在并聯(lián)諧振中進(jìn)行工作，其中感性無功與容性無功相平衡。其中感性無功主要源于補(bǔ)償電抗器和試驗變壓器，而容性無功的主要來源則是被測電壓器產(chǎn)生的電容。由于試驗中試驗變壓器的作用相對補(bǔ)償電抗器來說小得多，因此對實驗的影響較小。同時補(bǔ)償電抗器的主要參數(shù)是由被測的電壓器來進(jìn)行確定的，因此整個工作的回流爐的諧振頻率往往能達(dá)到預(yù)期值。在整個試驗中，由于整個系統(tǒng)的回路中產(chǎn)生的無效功是達(dá)到一定的平衡值，因此在對變頻器的設(shè)計過程中，無效功的輸出相對來說顯得極其小，這種形式對于資金問題來說是一個極大的改善，有效的保證了變頻器的穩(wěn)定性的同時還提高了其本身的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，這種方式還是存在一點瑕疵的，這是由于在樣品進(jìn)行接入前，變頻器并不能夠提供足夠的感性無功進(jìn)行勵磁作用，這也就導(dǎo)致了整個裝置無法進(jìn)行空載輸出試驗電壓。為了防止變壓器的鐵心發(fā)生飽和作用以及勵磁過程中產(chǎn)生的電流過大等現(xiàn)象，這就要求試驗電壓通常高于兩倍以上的工頻。當(dāng)然在這個過程中，由于頻率過高將導(dǎo)致介質(zhì)損耗增加進(jìn)而產(chǎn)生熱量，因此需要對實驗中的頻率進(jìn)行控制，在實驗的過程中對試驗頻率控制在100Hz?250Hz左右。在以往的方法中通常是對多臺被測變壓器進(jìn)行輪流試驗，對測得的電壓及放電量進(jìn)行比較，通過這種方式來確定裝置自身產(chǎn)生的局部放電量。然而這種傳統(tǒng)的方法存在一個很明顯的缺點，需要較大的工作量的同時加入多臺變壓器同時存在共同的缺陷時引起的局部放電難以進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)分，并不能夠?qū)Ρ粶y變壓器產(chǎn)生的局部放電和試驗裝置產(chǎn)生的局部放電加以區(qū)分。事實上，被測電壓器在實驗中相當(dāng)于一個集中的電容器裝置。因此，可以依舊這個問題設(shè)計一個電容量和被測變壓器相互接近的試驗裝置，這個裝置需要確保其具有和試驗裝置相同的額定電壓，當(dāng)然這種裝置通常選為電容器，利用電容器對被測變壓器進(jìn)行替換。實驗裝置通過和試驗電容器進(jìn)行并聯(lián)，確保試驗中試驗變壓器輸出的電壓以及補(bǔ)償電抗器承受的電壓均能夠達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值，再將分壓器的高壓臂作為一個耦合電容器就可以對試驗裝置的局部放電量進(jìn)行測試。六、試驗實例分析其中將一臺110kv的變壓器作為試驗樣品。首先在實驗中對1號裝置進(jìn)行局部放電試驗，這時實驗順利完成，高壓側(cè)放電量大約為150pC、中壓側(cè)放電量大約高于高壓側(cè)50pC左右。隨之對2號和3號進(jìn)行試驗分析，當(dāng)試驗電壓較低時會出現(xiàn)大幅度的局部放電現(xiàn)象，然后隨著試驗中電壓的逐漸升高，放電量增加。此時再對1號裝置進(jìn)行重新的試驗，此時1號裝置出現(xiàn)相似的問題，這就因此對實驗裝置內(nèi)部的局部放電產(chǎn)生懷疑。此時將被測變壓器與元裝置進(jìn)行分離設(shè)置，將相同電容的電容器介入該裝置中對被測變壓器進(jìn)行替換。此時再次對實驗進(jìn)行測量，若出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象繼續(xù)增加電壓放電量出現(xiàn)增加的趨勢就表明試驗裝置本身出現(xiàn)了問題。此時對試驗裝置進(jìn)行更換，再次對1、2、3裝置進(jìn)行測試，直至三個裝置均能夠順利完成實驗為止。七、結(jié)語局部放電實驗是對變壓器內(nèi)部放電情況進(jìn)行檢測的有效方法，能夠?qū)ψ儔浩鞯墓收线M(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析和判斷，這種手段能夠有效的對變壓器的絕緣情況進(jìn)行檢測。雖然在當(dāng)下的發(fā)展中，人們逐漸的提高了對變壓器局部放電實驗的重視，然而著想工作尚且無法得到完善，還需要進(jìn)行多方面的改進(jìn)，這也就需要相關(guān)的科研人員和工作人