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電力變壓器的絕緣性能試驗之局部放電測量

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局部放電測量
    1.變壓器局部放電特點(diǎn)
    變壓器內部絕緣結構主要采用油紙絕緣,其絕緣結構較復雜,在設計過(guò)程中可能造成局部區域場(chǎng)強過(guò)高;變壓器在測量過(guò)程中可能導致絕緣中含有氣泡和較多的水分,在運行過(guò)程中油紙劣化可分解出氣泡,機械振動(dòng)和熱脹冷縮可造成局部開(kāi)裂也會(huì )出現氣泡等等,這些情況都會(huì )導致在較低外施電壓下發(fā)生局部放電。
    變壓器放電脈沖是沿繞組傳播的,放電脈沖波沿繞組傳播的衰減隨測量頻率的增加而增大。對于變壓器來(lái)說(shuō),油中放電對絕緣損壞是主要的,而油中放電時(shí)延較長(cháng)、低頻分量較大。
    2.局放分類(lèi)
    電力變壓器中局部放電可分為:
    (1)繞組中部油-屏障絕緣中油道擊穿;
    (2)繞組端部油道擊穿;
    (3)接觸絕緣導線(xiàn)和紙板(引線(xiàn)絕緣、搭接絕緣、相間絕緣)的油間隙擊穿;
    (4)引線(xiàn)、搭接紙等油紙絕緣中局部放電;
    (5)線(xiàn)圈間(縱絕緣)的油道擊穿;
    (6)匝間絕緣局部擊穿;
    (7)紙板沿面滑閃放電。
    3.變壓器局部放電測量
    變壓器局部放電測量主要包括三種情況:?jiǎn)蜗鄤畲抛儔浩?、三相勵磁變壓器和變壓器套管抽頭的測量,它們測量的基本接線(xiàn)如圖4-6所示。

單相勵磁變壓器基本原理圖
三相勵磁變壓器基本原理圖
變壓器套管抽頭基本原理圖
圖4-6 變壓器局部放電測量基本原理圖
(a)單相勵磁變壓器;(b)三相勵磁變壓器;(c)變壓器套管抽頭

 《規程》規定,對220kV及以上的變壓器在大修后、220kV及以上或120MVA及其以上的變壓器更換繞組后和必要時(shí)進(jìn)行局部放電試驗。變壓器局部放電試驗采用分段升壓的方式,試驗時(shí)首先將試驗電壓升到U1=1.3Um/√3或U1=1.5Um/√3保持5min,并在此電壓下進(jìn)行局部放電測量,然后將試驗電壓加到U2=Um保持5s,然后將電壓加到U1,保持30min,并進(jìn)行測量。其中Um為變壓器最高工作電壓,在U1=1.5Um/√3下的放電量應不大于500pc,在U1=1.3Um/√3下的放電量應不大于300pc。
    在電壓升至U1及由U1再下降的過(guò)程中,應記錄起始、熄滅放電電壓。在整個(gè)試驗過(guò)程中,應連續觀(guān)察放電波形,并按一定的時(shí)間間隔記錄放電量。在整個(gè)試驗期間試品不發(fā)生擊穿,在U1的第二階段的30min內,所有測量端子測得的放電電量連續地持續在允許的限值內,并無(wú)明顯的增長(cháng)趨勢,則試品合格。如果放電量曾超出允許限值,但之后有下降并低于允許的限值,則試驗繼續進(jìn)行,直到30分鐘的期間內局部放電量不超過(guò)允許的限值,試品才合格。
    4.變壓器局部放電測量中的干擾抑制
    在加壓前,觀(guān)察未接通高壓電源及接通高壓電源后是否存在較大的干擾,試驗前記錄所有測量電路上的背景噪聲水平,其值應低于規定的視在放電量的50%。
    消除變壓器局部放電測試現場(chǎng)的干擾,對準確測量至關(guān)重要。變壓器現場(chǎng)試驗的干擾有兩種情況:一種是試驗回路未通電前就存在干擾,其主要來(lái)源于試驗回路以外的其他回路中的開(kāi)關(guān)操作、附近高壓電場(chǎng)、電機整流和無(wú)線(xiàn)電傳輸等;另一種是在試驗回路通電后產(chǎn)生的干擾,這種干擾包括試驗變壓器本身的局部放電、高壓導體上的電暈或接觸不良放電,以及低壓電源測局部放電、通過(guò)試驗變壓器或其他連線(xiàn)耦合到測試回路中的干擾等。對來(lái)自電源的干擾,可采用在高壓試驗變壓器的初級設置低通濾波器、電源側加裝屏蔽式隔離變壓器、試驗變壓器的高壓端設置高壓低通濾波器的方法。對于高壓段部電暈放電,可采用合適的無(wú)暈環(huán)(球)及無(wú)暈導桿作為高壓連線(xiàn)。對于接地干擾,必須采用整個(gè)試驗回路一點(diǎn)接地方式。
    在實(shí)驗過(guò)程中遇到的主要干擾有:
    (1)高壓端部和引線(xiàn)的電暈放電。波形特點(diǎn)是在試驗電壓的負半波出現刷狀放電脈沖。
    (2)試驗變壓器的局部放電。其波形與被試變壓器的放電波形一致,需要采用更高額定電壓的試驗變壓器。
    (3)懸浮放電干擾。需要采用清理現場(chǎng)的方法抑制懸浮放電。
    (4)充油套管表面放電。需要從法蘭到傘群之間的瓷表面刷半導體漆。


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