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電力變壓器檢測(cè)技術(shù)研究設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(文件)

2024-09-21 08:24 上一頁面

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【正文】 從這 5種不同放電類型的功率譜可以看到,初始放電的頻譜分布最寬,多次采樣帶寬 B的最小值為 70MHz,最大值為 110MHz。對(duì)于電力電纜中產(chǎn)生的局部放電來說,從陡上升沿波的傳播特性來看,電力電纜具有低通濾波特性,隨著頻率的增加,各頻率成分的衰減倍率也迅速增加,而且,各頻率成分隨傳播距離的增加而進(jìn)一步衰減 。 PDCheck 主要包括信號(hào)采集單元 (主機(jī) )、高頻 CT、同步線圈和專家診斷系統(tǒng) (軟件 )四個(gè)部分。專家診斷系統(tǒng)是建立在一個(gè)龐大的局放特征數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的,數(shù)據(jù)庫是長(zhǎng)時(shí)間對(duì)大量局放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較總結(jié)后積累而成。 PDCheck 則是基于局放電流脈沖的局放檢測(cè),它通過對(duì)放電的電流脈沖信號(hào)進(jìn)行高速 (100MS/S)寬帶采樣獲號(hào)完整的時(shí)域波形,并針對(duì)不同放電及噪聲的差異提取多種信號(hào)特征,將不同電分離開來,再將其放電特征與專家?guī)熘械姆烹姟爸讣y”比較,運(yùn)用模糊邏輯法,判斷被測(cè)放電類型與已知放電類型的相似性,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一類放電進(jìn)行甄進(jìn)而診斷設(shè)備絕緣狀態(tài)。 實(shí)現(xiàn)的主要功能 : 1)采用高頻信 號(hào)檢測(cè)與分析技術(shù),對(duì)電纜等帶有接地引下線的容性設(shè)備等進(jìn)行局部放電的帶電監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。 5)能有效地去除噪音信號(hào),即使噪音信號(hào)和局放信號(hào)在相同相位且幅值大于局部放電信號(hào)時(shí),也能成功識(shí)別局放信號(hào)。根據(jù)局放信號(hào)的特征值對(duì)其進(jìn)行圖形顯示,同一局放源發(fā)出的局部放電信號(hào)的特征值十分相近,在特征圖中會(huì)聚集成一簇,從而實(shí)現(xiàn)局部放電信號(hào)的分類。 12)系統(tǒng)應(yīng)配置有內(nèi)容豐富的局部放電信號(hào)數(shù)據(jù)庫和局部放電信號(hào)專家分析系統(tǒng),對(duì)檢測(cè)到的局放信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)分析、判斷和識(shí)別。 16)局放信號(hào)采集和分析系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境 為 WindowS 操作系統(tǒng),窗口式工作界 面。 20)支持 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié),具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。如果信號(hào)譜圖不符合局放判斷規(guī)則,則該方法測(cè)試結(jié)果正常。 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 21 3)對(duì)與該電壓等級(jí)該相序有直接電氣連接的其它設(shè)備,如出口 CT、 GIS 等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量,比較信號(hào)的大小 和頻率特征,對(duì)放電源進(jìn)行初步定位。放電轉(zhuǎn)移通常發(fā)生在納秒之間。當(dāng)局放發(fā)生時(shí),電磁波從放電點(diǎn)向外傳導(dǎo)。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 : PDL0 PDMO3 是微機(jī)控制裝置,使用暫態(tài)地電壓方法探測(cè)、測(cè)量和定位高壓設(shè)備的局放部位。而且能夠構(gòu)建暫態(tài)的傳播方向。 2)采用 PDMO3可以在背景干擾較大的環(huán)境中,較長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)設(shè)備地電波局放發(fā)展情況,并有效排除干擾和定位。 2)幅值測(cè)量只用一個(gè)探頭。衰減器定值在前面板上以分貝顯示。通 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 23 過比較 每個(gè)探頭探測(cè)到的地電波的到達(dá)時(shí)間可以進(jìn)行定位。 超聲波局放監(jiān)測(cè)技術(shù) 超聲波局放檢測(cè)技術(shù)主要適用于空氣中的放電檢測(cè)。但是,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)踐表明當(dāng)處于某一發(fā)展階段的缺陷主要反應(yīng)為振動(dòng)信號(hào)時(shí),超聲檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)缺陷是具有優(yōu)勢(shì)的。一般都把信號(hào)的強(qiáng)度作為歷史資料保存。 黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 24 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 應(yīng)用方法如下 : 1)采用非接觸模式,將儀器指向開關(guān)柜面板或變壓器縫隙處。 2)如果某一區(qū)域有太多的超聲信號(hào),降低靈敏度直到可以決定最大聲音的方向。如果很難隔離干擾噪聲,將橡膠探頭罩在超聲掃描探頭上繼續(xù)尋找超聲源。因此必須采取必要和恰當(dāng)?shù)氖侄蝸肀O(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行狀況,預(yù)防事故的發(fā)生。圖 3n為測(cè)試系統(tǒng)原理圖。 由公式 31可知 :測(cè)試不同的電纜,由于電纜的電容值不同,振蕩波的頻率也不同。局放測(cè)量過程中通過逐步升高試驗(yàn)電壓,找到局放的起始電壓 。同時(shí)為了能夠根據(jù)電纜局部放電測(cè)量結(jié)果,正確評(píng)價(jià)電纜狀態(tài),電纜 的類型,長(zhǎng)度,接頭類型,接頭位置等電纜基本信息是非常必要的。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 應(yīng)用方法如下 : l)根據(jù)原理圖,正確連接測(cè)試線路,確保連接部位干凈 (有利于降低背景干擾 )、可靠。 3)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 高速數(shù)字示波器依靠其上 GHz 的采用速率、多種觸發(fā)功能及大容量存儲(chǔ)功能,可以同時(shí)對(duì)多個(gè)通道實(shí)時(shí)采集 ns 級(jí)的時(shí)域放電波形,并對(duì)各通道的信號(hào)同步分析,通過比較各通道的信號(hào)時(shí)域特征和時(shí)延差,可以對(duì)放電信號(hào)進(jìn) 行準(zhǔn)確定位。為我們判斷放電源的類型、個(gè)數(shù)、位置提供參考。對(duì)工頻可用電氣集中參數(shù)來等值 。研究表明, UHF信號(hào)在 GIS 中的傳播 十分復(fù)雜,不但取決于 GIS 元件尺寸,而且與激發(fā)源和激發(fā)方式有關(guān),既有 TEM 波又會(huì)建立高次模波。 特高頻法對(duì) GIS進(jìn)行局放測(cè)試主要有兩種方法 :內(nèi)電極法和外電極法。用內(nèi)電極法的靈敏度能達(dá)到約 IPC。利用特高頻的相位信息對(duì)局部放電進(jìn)行分類 。其中,超高頻傳感器用來收集由局部放電脈沖激發(fā)并能透過絕緣介質(zhì)向外傳播的超高頻電磁波信號(hào),同黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 31 時(shí)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以通過高速數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行采集的電信號(hào) 。 2)可以同時(shí)連接運(yùn)行三個(gè)超高頻 UHF 禍合器,并分別記錄每個(gè) UHF 禍合器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 6)對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 。 9)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、調(diào)整。具體應(yīng)用方法如下 : l)當(dāng)藕合器放置于絕緣盆子后檢測(cè)出異常信號(hào),此時(shí)拿開禍合器再查看在空氣中禍合器檢測(cè)到的圖譜是否與置于絕緣盆 子上檢測(cè)到的圖譜是否一致??词欠褚泊嬖谙嘟漠惓P盘?hào),若沒有異常信號(hào)存在或異常信號(hào)幅值小,則該間隔的異常信號(hào)可能為內(nèi)部信號(hào)。 油色譜分析技術(shù) 基本原理 變壓器類設(shè)備的絕緣油及有機(jī)絕緣材料在運(yùn)行中受到電和熱的作用,會(huì)逐步老化和分解,產(chǎn)生少量的低分子烴類氣體 (H C2H C2H CZHZ、 CH4)及 CO、 CO2等氣體,當(dāng)設(shè)備內(nèi)存在潛伏性過熱或放電故障時(shí),就會(huì)加快這些氣體的產(chǎn)生,故障氣體將逐漸溶解在變壓油中。氣相色譜法是色譜法的一種,它以載氣做為流動(dòng)相,帶動(dòng)混合氣體流過固定相,利用不同組分在兩相中有不同的分配系數(shù)而使之分離。 4)氣體含量檢測(cè) 。目前北京市電力公司主要采用的氣體檢測(cè)儀器有 : 1)SF6氣體試劑檢測(cè)儀一通過試劑抽取氣體樣品,對(duì)二氧化硫和氟化氫的含量 進(jìn)行分析 。 5)SF6氣體檢漏儀一采用對(duì) SF6設(shè)備包扎、靜置 24 小時(shí)、 SF6氣體濃度檢測(cè) 的專業(yè)儀器,并以定量的方式確定漏氣量 。圖 4l 是采用多種狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法對(duì)同一放電進(jìn)行實(shí)黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 36 時(shí)帶電監(jiān)測(cè)的示意圖。 2)信號(hào)與工頻相位的關(guān)系 :fqn 圖譜中的每一點(diǎn)幾乎在相隔 180 處有其對(duì)應(yīng)點(diǎn) (除電暈 )。 局部放電現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合診斷技術(shù)主要采用上述超高頻、高頻、超聲波、地電波、油色譜、氣體分析、紅外成像等狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),結(jié)合頻譜分析儀和示波器對(duì)放電信號(hào)進(jìn)行 頻域和時(shí)域的綜合分析,并利用放電信號(hào)的特征譜圖和傳輸特性進(jìn)行類型判別和定位。另一方面,它也可以通過不斷的測(cè)試,積累大量數(shù)據(jù),從而提高“專家判斷”系統(tǒng)的輔助判斷能力。高頻測(cè)試技術(shù)相對(duì)成熟,但抗干擾能力遜于超高頻技術(shù);超高頻測(cè)試技術(shù)抗干擾能力很高但測(cè)試距離較短; 油色譜分析可以很好的確定變壓器內(nèi)部是否存在局部放電以及局部放電的類型,但卻無法定位。有關(guān)缺陷前后的兩次油色譜測(cè)試情況詳見表 5表 52。外體檢查主要對(duì)象是檢查本體氣體繼電器集氣室是否有氣體析出,電氣試驗(yàn)檢查主要對(duì)象是磁路和電路兩大部分,項(xiàng)目主要是搖測(cè)鐵心及夾件絕緣電阻及測(cè)量線圈直流電阻。 表 54鐵心及夾件絕緣電阻實(shí)驗(yàn) 鐵心對(duì) 鐵心對(duì)夾 夾件對(duì)地 油溫 外溫 濕度 實(shí)驗(yàn)儀器黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 39 地( MΩ) 件( MΩ) ( MΩ) (℃) (℃) ( %) 型號(hào) 10000 7000 10000 38 30 60 TG3720C 表 55 線圈直流電阻實(shí)驗(yàn)(Ω) 油溫: 38 濕度: 60% 實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào):保定精藝公司 3391 型 外溫 :30 高壓繞組 分頭 1 2 3 4 5 AO BO CO 分頭 6 7 8 9 10 AO BO CO 低壓繞組 ab bc ca 1005218 10052226 根據(jù)油色譜分析結(jié)論、高頻局放測(cè)試結(jié)論、現(xiàn)場(chǎng)的檢查和 電氣試驗(yàn),可以得到以下結(jié)論 :造成該變壓器過熱故障的原因有兩種可能性,一種是鐵心自身出現(xiàn)的短路,一種是本相低壓引線出現(xiàn)的自身短路 。 此次從故障的發(fā)。檢修人員首先關(guān)閉所有與變壓器本體油箱連接的蝶閥,撤出 3噸本體油,使器身上部鐵心露出油面,再打開油箱頂部低壓套管接線手孔蓋板,檢查低壓三相引線是否存在上面所提到的第二種由于自身引線短路造成的過熱缺陷,檢查后未見有異常。磁路部分絕緣電阻 :鐵心對(duì)地、鐵心對(duì)夾件及夾件對(duì)地測(cè)量情況見表 54,結(jié)論 :絕緣良好,鐵心及夾件未存在多點(diǎn)接地故障。 為進(jìn)一步檢查鐵心及夾件是否存在因多點(diǎn)接地產(chǎn)生接地電流而造成的過熱缺陷,檢修人員采用鉗型電流表,對(duì)運(yùn)行的變壓器分別對(duì)鐵心及夾件接地電流進(jìn)行了帶電測(cè)量,測(cè)量結(jié)果 :無接地電流,因此確定不存在 鐵心、夾件之間或?qū)Φ赜卸帱c(diǎn)接地故障。通過 2020年以來開展的主變壓器局部放電聯(lián)合診斷,發(fā)現(xiàn)并解決了部分變壓器存在的缺陷,確保了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,也證明這種測(cè)試技術(shù)是準(zhǔn)確、可靠、可行的。以 DMS 超高頻局放測(cè)試技術(shù)為例,我們采取實(shí)驗(yàn)室模擬尖端放電比對(duì)電暈放電、模擬油紙間隙比對(duì)空穴放電、將采集器放在電燈、手機(jī)旁比對(duì)類似信號(hào)的辦法,通過以上方法對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),各種比對(duì)條件下的測(cè)試數(shù)據(jù)非常接近且易于區(qū)分,從而證明系統(tǒng)自帶的典型圖譜是準(zhǔn)確可靠的。因此當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后,針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的判斷就顯得尤為重要。 4)幅值與外加電壓的關(guān)系 :信號(hào)電平在外加電壓不變的情況下幾乎一致。 研究和實(shí)踐表明,電力設(shè)備產(chǎn)生的局部放電,一般具有以下特征 : 1)信號(hào)的頻率特性 : a)頻譜儀顯示信號(hào)為寬帶 (除 UHF 方法外, 300kHz 50MHz,部分頻帶連續(xù)分 布 )。 7)密度繼電器校驗(yàn)儀一對(duì) SF6設(shè)備的密度繼電器進(jìn)行校驗(yàn),保證其報(bào)警、閉 鎖的壓力值在廠家規(guī)定的允許范圍內(nèi)。 3)微水含量測(cè)試儀一檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部 SF6氣體的微水含 量 。 在目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中, 變壓器油中溶解氣體分析需要進(jìn)行七種氣體組分進(jìn)行分析,分別為 :氫氣 (H2)、甲烷 (CH4)、乙烷 (C2H6)、乙烯 (C2H4)、乙炔 (C2H2)、一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO2)。 2)油氣分離 。定期檢測(cè)變壓器油中溶解的氣體的組分、含量及增長(zhǎng)速率,可判斷設(shè)備的內(nèi)是 否存在故障、故障的類型及發(fā)展趨勢(shì)。時(shí)間至少長(zhǎng)于黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 34 巧 分鐘,可通過分析峰值監(jiān)測(cè)圖形、放電速率圖形和 PD 檢測(cè)數(shù)據(jù)圖形來進(jìn)行判斷。若不一樣或變小,則需進(jìn)一步檢測(cè)判斷,如查看檢測(cè)出的三維圖普與典型放電圖譜是否有相似處。 11)Windows操作系統(tǒng),窗口式圖形界面。 8)局放點(diǎn)定位, DMS 局部放電檢測(cè)儀 能夠準(zhǔn)確地對(duì)局部放電的位置進(jìn)行定位。 4)按相位實(shí)時(shí)記錄局部放電信號(hào)。分析診斷軟件利用自帶的且能夠不斷學(xué)習(xí)擴(kuò)充的譜圖庫對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析診斷,評(píng)價(jià)局放類型和嚴(yán)重程度。隨著研究和應(yīng)用工作的進(jìn)一步深入,對(duì)特高頻的標(biāo)準(zhǔn)化要求也不斷提出,特高頻法將在 Gls 局部放電監(jiān)測(cè)中發(fā)揮更加重要的作用。 GIS 多處裝有盆式絕緣子,而它與 GIS 的金屬外殼連接處存在絕緣縫隙,當(dāng)電磁波沿著金屬筒傳播時(shí), 可以從這里輻射到 GIS 體外,對(duì)應(yīng)于盆式絕緣子外緣的縫隙處,用其接收 GIS 內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號(hào),這就是外電極法。同軸孔,當(dāng)?shù)満掀鞑挥脮r(shí),這些孔裝上防風(fēng)雨的短接帽。對(duì)徑向激發(fā),如 PD 脈沖,則可建立最低截止頻率的高次模波。而對(duì)微波則應(yīng)看作同軸波導(dǎo)。 GIS 中各種形式的放電,如電暈、雜質(zhì)粒子的放電、澆注環(huán)氧樹脂內(nèi)黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 29 部氣隙的放電,持 續(xù)時(shí)間短,脈沖電流可以達(dá)到 ns 級(jí),特別是在高壓導(dǎo)體上有針狀突出物時(shí),因 SF6 氣體中負(fù)離子釋放電子而不需要依靠場(chǎng)致發(fā)射電子,正極性下通常發(fā)生脈沖放電,典型波形如圖 314,其等值頻率可 IGHz,屬于微波波段。 2)放電信號(hào)定位。 高速示波器精確定位技術(shù) 基本原理 電力設(shè)備產(chǎn)生放電后,信號(hào)將以 電磁波的形式向空間傳播,或者以脈沖電流的形式沿導(dǎo)體向兩端傳播。每 ,分別在 、 、。 主要技術(shù)指標(biāo) : l)最大輸出電壓 (峰值 ):28kV 2)最大輸出電壓 (有效值 ):20kV 3)測(cè)試電壓波形 :DAC(衰減的正弦波 ) 4)測(cè)試電壓頻率 :50Hz800Hz 5)高壓充電電流 :10mA 6)電抗器電感 : 7)電抗器直流電阻 :20歐 8)最大振蕩電流: 100A 9)被測(cè)電纜電容 : 10)局放測(cè)試范圍 :lpC100nC 11)局放定位帶寬 :150kHz45MHz(根據(jù)被測(cè)電纜長(zhǎng)度自動(dòng)設(shè)置 ) 12)局放定位方法 :脈沖反射法 13)局放定位精度 :l% 14)介損角 tan6 測(cè)試 :%10% 15)電源 :220V, 50Hz 16)高壓?jiǎn)卧亓?:約 55 公斤。根據(jù)局放的相角特性和局放發(fā)生率來判別放電模式。所以在測(cè)量短電纜時(shí),當(dāng)振蕩波頻率高于 600Hz
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