局部放电试验对电力变压器的有效性分析党海燕姚军（定西供电公司） Ｌ摘要」阐述了电力变压器局部放电试脸的概念、试脸方案，并在变电站进行了实际应用，考查受试变压器的局部放电水平是否符合国家标准的规定，对浏童数据进行了分析，结果表明，局部放电试验作为街投运变压器的必试项目之一，对变压器状态监测和故降诊断十分有效，获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故降的基本前提。〔关锐词〕变压器局部放电试脸过程 １概述 随着变压器故障诊断技术的发展，人们越来越认识到局部放电是变压器诸多故障和事故的根源，是对变压器绝缘状况进行评价的有效手段，变压器故障的原因之一是介质击穿，其原因主要是局部放电，它导致绝缘恶化乃至击穿。近年来我国１１０ｋＶ以上电力变压器事故中有５０％属正常运行电压下发生匝间短路等原因，也是局部放电所致，因而局部放电的测量越来越受到重视。在电力设备规程中将它列为变压器的检查性试验项目。２局部放电的基本概念及诊断２．１局部放电及其产生的原因局部放电是指电气设备（如变压器） 在电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现象。变压器的绝缘结构较复杂， 内部发生局部放电的原因很多，如设计不当，可能造成局部区域场强过高，工艺上存在某些缺点可能会使绝缘中含有气泡。在运行中油质劣化可分解出气泡。机械振动和热胀冷缩造成局部开裂也会出现气泡。在这些情况下都会导致在较低外施电压下发生局部放电。对闭合的油隙（如空隙），发生局部放电后，由于气体不易逸出，能量得到控制，不易向外发展；对开放式油隙一旦发生局部放电，放电就会持续发展，造成绝缘老化。因此，对大型电力变压器进行局部放电测量，能及时有效地发现变压器制造和安装工艺的缺陷，对确保电力变压器的安全运行有重要作用。２．２变压器局部放电故陈的诊断变压器的局部放电故障， 可能发生在任何电场集中或绝缘不良的部位，如固体绝缘材料或变压器油中的气泡，高压绕组静电屏出线，高电压引线，相间围屏以及绕组匝间等处。严格说，变压器内部总存在程度不同的局部放电。这种一时尚未贯通电极的放电，如果涉及固体绝缘，严重时会在绝缘上留下痕迹，并最终发展为电极间的击穿。而对于严重的局部放电故障，由于有些发展为击穿的时间较短，并只油色谱分析的特征往往不明显，这些都给及时诊断带来困难。发现电力变压器的局部放电故障，可能是因为运行中的色谱分析异常或轻瓦斯保护动作，也可能是因其他预试中结果超标。但局部放电故障与击穿故障是有根本区别的，击穿故障是电极之间（例如高压对地或相间等）的击穿，已造成变压器绝缘的严重损坏，而局部放电故障是一种可能发展为击穿，但尚未贯通电极的放电故障。３局部放电的测且方法 在电力系统中，局部放电的测盆方式有两种：一是停电测Ａ；二是在线监测。对停电测量而言，根据局部放电产生的各种物理、化学现象，人们提出了很多测盈局部放电的方法，归纳起来分为两大类，即电测法、非电测法。在变电所现场或试验室条件下，利用交流电压下的脉冲电流法测量变压器。停电后进行变压器局部放电的检测时常采用感应加压方式，试验电压一般要高于变压器的额定电压。（１）电测法： 根据局部放电产生的各种电的信息来测童的方法，目前主要有：１）脉冲电流法：由于局部放电时产生的电荷交换， 使试品两端出现脉动电压，并在试品连接的回路中出现脉冲电流，因此在回路中的检测阻就可取得代表局部放电的脉冲信号，从而进行测量。２）无线电干扰法：由于局部放电会产生频谱很宽的脉冲信号， 所以可以用无线电干扰仪测量局部放电的脉冲信号。３）放电能盈法：由于局部放电伴随着能盘损耗， 所以可用电桥来测量一个周期的放电能量，也可以用微处理机直接测且放电功率。（ ２）非电测法：利用局部放电产生的各种非电信息来测定局部放电的方法，目前主要有：１）超声波法： 利用超声波检测技术来测定局部放电产生的超声波，从而分析放电的位置和放电的程序。 利用光电倍增技术来侧定局部放电产生的光，２）测光法：借此来确定放电的位置、放电的起始及其发展过程。３）测分解（ 或生成）物法：在局部放电作用下，可能有各种分解物或生成物出现，可以用各种色谱及光谱分析来确定各种分解物或生成物，从而推断局部放电的程度。如测定变压器油中含气成分及数盆来推断变压器中局部放电的程度等。目前普遍采用的是脉冲电流法， 下面以脉冲电流法为基础介绍变压器局部放电的测试回路。３试验回路及选择原则３．１试验回路测全局部放电的基本回路有３种， 如图１所示。其中图１（ａ）、ｒｏ）可统称为直接法测量回路：（）ｃ称为平衡法测童回路。圈１局郁放电侧ｆ的甚本回路（ａ）测ｉｔ阻抗与辆合电容器串联回路；ｒｏ）测２阻抗与试品串联回路；ｃ｝）平衡回路；ｚｆ一高压滤波器；ｃ： Ｘ －试品等效电容；ｃ，一藕合电容；Ｚ ｍ －ＮＳＦＡ抗；Ｚ一调平衡元件；Ｍ一测全仪器在每一种测盆回路中， 主要包括：（１）试品等效电容Ｃｘ。（２）藕合电容Ｃｋ。Ｃｋ在试验电压下不应有明显的局部放电。 （３）：Ｒ阻抗Ｚｍ。测盆阻抗是一个四端网络的元件，它可以是电阻Ｒ或电感Ｌ的单一元件，也可以是电阻电容并联或电阻电感并联的ＲＣ和Ｒ工电路，也可以是电阻、电感、电容组成Ｒ工Ｃ谐回路。调谐回路的频率特性应与测盆仪器的工作频率相匹配。测量阻抗应具有阻止试验电源频率进人仪器的频率响应。连接测量阻抗和测盘仪器中的放大单元的连线，通常为单屏蔽同轴电缆。（ ４）根据试验时干扰情况，试验回路接有一阻塞阻抗Ｚｆ，以降低来自电源的干扰，也能适当提高测Ｉｔ回路的最小可测Ａ水平。（ ５）测童仪器Ｍ，４．２试验回路一般可按下面荟本原则选择（１）试验电压下， 试品的工频电容电流超出测量阻抗Ｚｍ允许值，或试品的接地部位固定接地时，可采用图ｉ （ａ）试验回路。 （２）试验电压下，试品的工频电容电流符合测量阻抗Ｚｆ允许值时，可采用图１（ｂ）试验回路。（ ３）试验电压下，图１（ａ） ，（ｂ）试验回路有过高的干扰信号时，可采用图１（ｃ）试验回路。４．３试验中应注意的问瓜（１）采用宽频带放大器要避免广播、 载波、电晕的干扰。当采用中频电源时，要注意检测阻抗的频率下限值取高一些。 （２）电流应采用对称输人，以减少电源设备的自身放电干扰。（ ３）在用电气法进行局部放电侧里试验时，同时可应用超声法进行放电的定位的探测。（４）由于局部放电试验是对电压很敏感的试验， 只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强时，才能观察到放电。因此，试验标准对加压幅值及持续时间、试验接线等都作了明确的规定，必须严格按标准进行加压试验，才能对设备的局部放电性能作出正确的评估。（５）判断变压器局部放电的水平， 就是在规定施加电压及持续时间３０ｍｉｎ内（一般应不超过相应规定的放电里标准），观察其起始和熄灭电压及随所施加电压的发展趋势（试验变压器中性点应接地）。５变电站现场局部放电试验过程和数据５．１变压器参数及试验依据２ ００４年５月２３，２４日，由甘肃省电力试验研究所对新安装的３３０ｋＶ定西变主变进行局部放电试验，试验设备为甘肃电力试验研究所１１５Ｈ：局放成套试验装置。３３ ０ｋＶ定西变１号，２号主变参数：型号： ＯＳＦＰＳＺ９－１５００００／３３０容量：１５０／１５０／４０ＭＶＡ电压比：３４５士８ｘ １．２５％／ １２１ ／３５ｋＶ冷却方式： ＯＦＡＦ接线组别：ＹＮａｏｄｌ ｌ制造厂：西安西电变压器有限责任公司 试验依据：（电力设备局部放电现场测量导则ＤＬ４１７－９１），（电力设备安装工程电气设备交接试验标准ＧＢ５０１５０－１９９１），《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求（国家电力公司）》５．２试验过程试验依据国家标准ＧＢ １０９４－８５（电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图１所示。其试验步骤为：首先将试验电压升到Ｕ２，并在此电压下进行局部放电测量，保持５ｍｉｎ然后将试验电压升到Ｕ１，保持５ｓ；最后将电压降到Ｕ２，再进行测量，保持３０ｍｉｎａ Ｕ Ｕ２的电压值规定及允许的放电盘为：Ｕ， ＝ ３ Ｕｏ，／ ３＝Ｕ｝ Ｕ２＝１．５Ｕｄ ３ Ｕ２下允许的放电量Ｑ＜５００ｐｃ或Ｕ２ ＝１．３Ｕｍ／ Ｕ２下允许的放电盘Ｑ＜３００ｐＣ试验前， 记录所有测里电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的５０％。测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自藕连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端，也应同时测ｔ Ｙ并分别用校准方波进行校准。Ｕ２圈１变压．局都放电试脸的加压时间及步探在电压升至ｕ：及由ｕ：再下降的过程中， 应记下起始、熄灭放电电压。在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量Ｑ。放电ｉｔ的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。整个试验期间试品不发生击穿；在ｕ：的第二阶段的３０ｍｉｎ内，所有侧Ａ端子侧得的放电里Ｑ，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地Ｐ允许的限值内增长的趋势，则试品合格。如果放电ｔ曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到此后３０ｍｉｎ的期间内局部放电童不超过允许的限值，试品才合格。５．３试脸结果变压器投运一个月后， 再次对主变停电进行局部放电试验。５．３．１主变试验数据：１０一７００２５０３０２６０４００２５０２５－７００１８０２５２１０３３０２００时间（ｍｉｎ）２２０２０一７００１８０２５２１０３６０３０一７００１８０１６０２９０１８０７００２５０３０２６０４５０４００５．３．２主变试验数据：时间（ｍｉｎ）５．３．３主变试验数据：时间（ｍｉｎ） ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０Ａ ２００ １６０ １６０ １６０ １５０ １５０ＡＡｍＢＢｍｃＣｍ＾ＡｍＢＢｍ亡ＣｍＡｍＢＢｍＣｃｍ７００２５０３０２１０４００２５０竺２２０５５０２００４２０２４０２５ ３０２００６３０２００４２０２５０１１０１８０５８０２００４２０２４０１１０１８０５８０洲４２（２４ｌ１１Ｉ００用拍扣１０１８ｌｌ７（沁３７，２４１１８水书‘月应乃．』Ｊ产日‘２尹‘１０）八Ｕ０００１８０２００７０１８０１００１８０２５０８０２００１００１７０２００７０１８０８０例麟６０ｌ８０８（）０Ｋ０７比０２ 州 ２号主变试验数据：时间（分）２５ ３０ＡＡｘｎＢＢｍｃｃｍ６结论（上接２８１页）６．１分析第一次试验数据１号主变高压Ａ相局部放电量超过国标规定， ２号主变中压Ａ相、中压Ｂ相局部放电量超过国标规定，１号、２号其余被试相部放电量符合国标规定。是新变压器存在内部磁场不均匀，或有毛刺引起。６．２分析第二次试验数据１号、 ２号主变被试相局部放电量均符合国标规定。经一个月带电运行后磁场得到稳定，毛刺消失，即测量数据合格。因此，对大型电力变压器进行局部放电测量，能及时有效地发现变压器制造和安装工艺的缺陷，对确保电力变压器的安全运行有重要作用。事实证明，主变自２００４年５月３１日投运以来一直安全稳定运行。参考文献１陈化钢．电力设备预防性试验方法及诊断技术．中国科学技术出版社．２００１．３．电，所获得的电量很少，意义不大，相反会降低蓄电池的使用寿命，所以通过放电使电压降低到终止电压值时应停止放电。（１ ０）不能把不同厂家、不同型号、不同种类、不同容量、不同性能以及新旧不同的电池串、并在一起使用。就同厂家、同型号的新旧蓄电池而言，在充电过程中新电池电压升得快，容易造成旧电池充不饱，始终处于欠电压工作状态，这样影响蓄电池的使用寿命。２００２００２５０８０２００５０１６０１８０２５０５０２００５０１６０１８０２４０７０２００５０１５０１７０２００７０１８０３０１６０１８０２００７０１８０３０１５０卿１８０６０１８（）３０５结束语 蓄电池是一种新技术产品，目前国内外生产厂家所采用的技术标准也不统一，给我们的维护工作带来了一定的困难。侧以子日常的维护工作，提前发现劣电池，延长蓄电池的使用寿命，确保电池具有良好的健康状态，保证其能正常工作，才是变电站直流系统正常运转的可靠保证。参考文献陈红雨，吴玲．不均衡性对阀控式密封铅酸蓄电池的影响．高悦敏，编译．阀控式铅酸蓄电池的优点和缺点．白忠敏，龄祟干．刘百展：电力工程直流系统设计手册．
