【導(dǎo)讀】非常有效的手段。為滿足現(xiàn)代電力企業(yè)的需求，超高頻法、超聲波法、油色譜法等許多。本文介紹了北京市電力公司主。高頻兩種先進(jìn)技術(shù)方法的典型典型圖譜。建立多種局部放電在線檢測(cè)方法合理搭配的聯(lián)。合診斷方法，為未來電力設(shè)備在線測(cè)方法發(fā)展提供指導(dǎo)。力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。絕緣劣化的主要原因。驗(yàn)多在離線狀態(tài)下進(jìn)行，此時(shí)變壓器已經(jīng)脫離電網(wǎng)及外界干擾，測(cè)量較容易。時(shí)不同，所測(cè)數(shù)據(jù)也有一定偏差，因此有必要進(jìn)行局放在線檢測(cè)。分析、診斷一直是電力部門期待解決的問題。本課題期望能夠引進(jìn)、消化、吸收國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)。狀態(tài)，包括定位和放電的程度。其檢測(cè)方法有脈沖電流法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化。中性點(diǎn)接地線、鐵心接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流，獲得視在放電量。部放電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)變壓器局部放電用的電流傳感器通常由羅戈夫斯基線圈制成。

　　

【正文】 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) 。高速數(shù)據(jù)采集單元將傳感器收集并轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中 。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。 主要技術(shù)指標(biāo) : 1)通道數(shù) 3(可以同時(shí)連接使用 3 個(gè)內(nèi)置 /外置 UHF 藕合器 ) 2)總增益 35dB，帶 3 級(jí)自動(dòng)增益控制 3)輸入連接器 N 型接頭插座 4)信號(hào)檢測(cè)門限 65dBm 5)全檢測(cè)寬帶 1001400MHz 6)標(biāo)準(zhǔn)濾波器 SOOMHz 高通 7)PD 時(shí)標(biāo)精度 (timingresolution)312毫秒 8)暫態(tài)高壓保護(hù)功能，保證設(shè)備受到高電壓沖擊時(shí)不被損壞 9)自動(dòng)自檢功能 10)外同步 310VrmS 11)同步 sv 輸出方波 黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 32 12)內(nèi)置給 DMS 禍合器供電的直流電源 13)3 根 5 米長(zhǎng)的同軸電纜 (N 型接頭 ) 14)電源電壓 100230V， 50/60Hz 15)功率 230V 時(shí) 100mA 16)工作環(huán)境溫度 100℃ +500℃ 17)工作環(huán)境相對(duì)濕度最大 85%，無凝結(jié) 18)機(jī)箱尺寸 450x320x320mm(高 *寬 *深 ) 19)重量 25 公斤 (包括 3 根 5 米長(zhǎng)的同軸電纜 ) 實(shí)現(xiàn)的主要功能 : 1)帶電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄輸變電設(shè)備 (主要指 G 工 S、開關(guān)柜 )的局部放電產(chǎn)生的超高頻信號(hào)，跟蹤局部放電的發(fā)展過程，利用系統(tǒng)配置的專家系統(tǒng)對(duì)局部放電的幅度、頻率、相位、波形進(jìn)行分析，并與系統(tǒng)存儲(chǔ)的典型局放波形進(jìn)行比較，給出局部放電的趨勢(shì)預(yù)警信號(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)。 3)實(shí)時(shí)獲取局部放電信號(hào)的峰值和對(duì)應(yīng)的放電頻率。 4)按相位實(shí)時(shí)記錄局部放電信號(hào)。 5)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)局部放電和外部干擾信號(hào)進(jìn)行歸類分析，剔除干擾信號(hào)，對(duì)電暈、懸浮電極、絕緣缺陷和自由金屬顆粒等放電現(xiàn)象的分辨準(zhǔn)確率高達(dá) 97%。 6)對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 。 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 33 7)用 2D(二維 )、 3D(三維 )、相位 (PRPD:PhaseResolvedPartialDISeharge)等多種圖形方式顯示局部放電信號(hào)，顯示不同局放類型的特征圖形 。 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。為本項(xiàng)目提供的產(chǎn)品配有 3 個(gè)窗式藕合器，把它們固定在 GIS 上 3 個(gè)分離的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，監(jiān)測(cè)儀利用收到的局部放電信號(hào)對(duì)局放點(diǎn)進(jìn)行空間定位。 9)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、調(diào)整。 10)支持 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持 MODEM 遠(yuǎn)程傳輸。 11)Windows操作系統(tǒng)，窗口式圖形界面。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)采用超高頻傳感器貼在 GIS 等設(shè)備的盆式絕緣子表面，進(jìn)行測(cè)量。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。若一致并且信號(hào)更大，則基本可判斷為外部干擾 。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。 2)當(dāng)該間隔檢測(cè)出異常信號(hào)時(shí)，可檢測(cè)該間隔相鄰間隔的信號(hào)?？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)。 3)可使用工具把禍合器綁置于絕緣盆子處進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)。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。 4)比較其它狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，如 TECH 工 MP 高頻局放測(cè) 試、超聲波測(cè)試、頻譜分析、氣體分析等方法對(duì)該設(shè)備的測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行綜合分析。 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。故障的類型和嚴(yán)重程度與油中溶解氣體的組成、含量、增長(zhǎng)速率等因素密切相關(guān)。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)。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 色譜法是一種物理的分離技術(shù)，它利用混合物在流動(dòng)相與固定相之間的分配原理，使混合物中各組分進(jìn)行分離。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。 變壓器油中溶解氣體色譜分析是對(duì)油中溶解的各種氣體進(jìn)行分離，并進(jìn)行定量檢測(cè)，一般分為以下步驟 : 1)全密封采集樣品 。 2)油氣分離 。 3)色譜分離 。 4)氣體含量檢測(cè) 。 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 35 5)進(jìn)行溫度、壓力校正，并計(jì)算結(jié)果。 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)。 氣體分析技術(shù) 氣體檢測(cè)技術(shù)是利用各種檢測(cè)儀器，對(duì)氣體純度、濕度、有害成分和泄露等進(jìn)行檢測(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 。 2)SF6純度儀一用于檢測(cè) SF6內(nèi)部氣體純度 。 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 。 4)激光檢漏儀一利用 SF6氣體對(duì)特定波長(zhǎng)激光吸收特性制成的專業(yè) SF6氣體 成像檢漏儀，能對(duì)漏點(diǎn)精確定位 。 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 。 6)SF6電氣設(shè)備故障檢測(cè)儀一專用于檢測(cè)運(yùn)行中 SF6氣體的二氧化硫和硫化氫 的含量等 。 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)。 第四章局部放電聯(lián)合診斷技術(shù) 聯(lián)合診斷技術(shù)原理 局部放電發(fā)生時(shí)，往往伴隨著光、聲 、電、發(fā)熱等物理現(xiàn)象，同時(shí)還會(huì)引起絕緣介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化，通過測(cè)量和研究這些物理、化學(xué)現(xiàn)象，可以掌握放電的嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)、放電類型以及進(jìn)行定位等。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。 其中 :1為基于羅科夫斯基原理設(shè)計(jì)的各種頻帶的傳感器， 2為安裝在電氣回路的取樣阻抗或取樣電極， 3 為表面接觸式超高頻、地電波或超聲波傳感器， 4 位空氣式電磁波傳感器， 5 為空氣式超聲波傳感器。 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 )。 b)經(jīng)帶通濾波后 fqn 圖譜具有局部放電特征。 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 )。 3)脈沖頻度特性 :每秒脈沖數(shù)大于 50。 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。 5)持續(xù)特性 :在測(cè)量期間具有連續(xù)出現(xiàn)的特征。 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。 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 37 典型圖譜的實(shí)測(cè)比對(duì) 高頻局部放電測(cè)試及超高頻局部放電測(cè)試，由于測(cè)試原理不同于常規(guī)測(cè)試方法。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。它一方面可以方便技術(shù)人員區(qū)分各類干擾信號(hào)，從而準(zhǔn)確判斷局部放電是否真正發(fā)生以及產(chǎn)生局部放電的類型 。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。為驗(yàn)證各種測(cè)試手段，特別是判斷數(shù)據(jù)圖庫中典型圖譜的準(zhǔn)確性，我們針對(duì)部分典型放電現(xiàn)象，采取實(shí)測(cè)的方法 進(jìn)行了比對(duì)。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。 聯(lián)合診斷技術(shù)的確立 通過以上理論分析、實(shí)測(cè)比對(duì)，以及大量已開展的主變壓器局部放電普測(cè)情況可以看出，各種在線局部放電測(cè)試技術(shù)均存在其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。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。因此為了更好地判斷主壓器局部放電的情況，有必要針對(duì)存在疑問的主變壓器開展各種測(cè)試手段的聯(lián)合使用，最終到達(dá)正確分析判斷，發(fā)現(xiàn)主變壓器隱患的目的。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。 第五章典型案例 案例 油色譜和高頻局放共同發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，并采用高頻局放監(jiān)測(cè)技術(shù)成功定位 2020 年 6黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 38 月 20 日在對(duì)某重點(diǎn)站 4主變壓 器油樣采集油色譜預(yù)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)該變壓器油中總烴含量 ，調(diào)取今年 3 月 2S 日預(yù)試時(shí)油色譜分析報(bào)告進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)油色譜總烴含量增長(zhǎng)較高、較突然，通過三比值法對(duì)總烴含量的組分分析，故障結(jié)論為 :變壓器內(nèi)部存在裸金屬高溫過熱缺陷。有關(guān)缺陷前后的兩次油色譜測(cè)試情況詳見表 5表 52。 表 51油色譜數(shù)據(jù) 組份 樣品 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 一氧 化碳 二氧 化碳 氫 總烴 油樣 368 采樣數(shù)據(jù) (單位 恤 l/1) 表 52油色譜數(shù)據(jù) 組份 樣品 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 一氧 化碳 二氧 化碳 氫 總烴 油樣 0 采樣數(shù)據(jù) (單位扭 l/l) 為進(jìn)一步確定缺陷并進(jìn)行定位，在設(shè)備停電處理前，采用高頻局放監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)該變壓器進(jìn)行帶電局放監(jiān)測(cè)和定位。 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。 2020 年 6 月 21 日 結(jié)合 4主變計(jì)劃停電機(jī)會(huì)，對(duì)該變壓器進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)外體檢查和電氣試驗(yàn)。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。檢查及試驗(yàn)結(jié)果 :氣體繼電器未見有氣體析出。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。電路部分直流電阻 :測(cè)量情況見表 55，結(jié)論 :高、低壓直流電阻未見異常。 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 。該變壓器過熱故障的位置靠近低壓 B 相。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。檢修人員又對(duì)鐵心上扼鐵可視部位進(jìn)行檢查，也未發(fā)現(xiàn)異常，隨后在對(duì)上扼鐵夾件進(jìn)行檢查時(shí)，檢修人員發(fā)現(xiàn)在 B相線圈上部，低壓引出線的上方，扼 鐵夾件上部拉板一條固定螺栓的均壓帽遺失。 此次從故障的