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变压器局部放电在线监测的意义
点击次数:276 发布时间:2018-08-14

随着国民经济的迅速发展和我国对能源的需求,特别是对电能的需求不断增加。电力系统电压等级的提高使电气设备的绝缘问题显得越来越突出,运行中的大型电气设备(如发电机、变压器)和小型设备(如电力电容器、绝缘子等)一旦发生故障就会引起局部甚至全地区的停电,给国民经济其他部门的生产和运作造成严重的不良后果。为了保证电气设备绝缘安全可靠运行,一方面要采用良好的绝缘材料,改造制造工艺来提高设备的绝缘强度和质量,更重要的一面,就是要对运行中电气设备的绝缘状况进行监督,随时掌握设备的运行情况。

 

随着电力工业的发展,电气设备绝缘的检修维护经历了事故后维修、预测性维修和预防性维修三个阶段,它们统称为计划性维修。长期的工作经验表明,不论是最初的事故后维修,还是较为成熟的预测性维修、计划性维修都存在着很大的局限性,极不利于电力系统超高压、自动化的发展要求,主要表现为:(1)计划性维修的试验条件与电气设备的运行环境存在着较大的差别,设备的实际运行电压要比试验电压(一般不超过10kV)高的多,预防性试验很难全面发现绝缘潜在的缺陷和故障;(2)由于在预防性试验的周期内也可能发生事故,计划性维修存在绝缘故障漏报的可能;(3)计划性维修费时、费力,不利于电力系统的自动化;(4)从经济上看,定期的试验带来的停电,对国民经济会造成一定的影响,定期的大修也需要大量的资金。因此,计划性维修体系己逐渐无法满足更高的供电可靠性要求。

 

现代科学技术的发展,特别是传感器技术、信息处理技术、计算机技术的发展,使得人们对电气设备的运行状态进行实时的监测成为可能。据此,与计划性维修相对应,人们提出了“状态维修”的概念。作为状态维修的技术基础,电气设备绝缘在线监测技术受到了高度的重视,成为了当今高电压技术研究领域的新课题。电力变压器绝缘在线监测技术是采用高灵敏度的传感器,来采集能够反映运行中电力变压器绝缘状况的信息,用计算机来处理信息进而获得设备的绝缘状况,它具有如下优点:(1)在线监测能及时发现设备的早期缺陷,防止突发性事故的发生,提高设备运行的安全性和可靠性;(2)可减少不必要的停电试验,避免传统试验对电气设备由于“过度检修”而造成的损失,延长了设备的使用寿命;(3)在线监测可以获得离线检测无法得到的信息,为判断电气设备的运行状态提供了充分的信息;因此,以在线监测为基础的状态维修体系代替计划维修体系己经是发展趋势。

 

大型电力变压器是电力系统中最重要,最昂贵的设备之一,对变压器实施绝缘状态在线监测具有十分重要的意义。据统计,我国110kV及以上电压等级的大型变压器的事故中50%是匝绝缘事故,且几乎都是在正常工作电压下损坏的。变压器的内绝缘结构主要是油纸绝缘,变压器在工作电压下的局部放电是使油纸绝缘老化并发展到击穿的重要因素。油纸绝缘中的局部放电往往是从其中的气泡、杂质、导体表面的毛刺以及油隙等处开始发生的。导致变压器绝缘中产生气泡的因素主要有:一是变压器绝缘结构和制造工艺上的缺陷,如在变压器固体结构中由于浸渍不善而残留的气泡,或局部电场过高,油在高电场作用下析出气体,局部过热使固体和液体分解产生气体等;二是变压器在长期的运行过程中绝缘材料的老化、劣化,如绝缘受潮,其中的水分在过热点汽化成气泡,或水分在高电场作用下电解产生气泡。由此可见,局部放电既是变压器绝缘劣化的征兆,又是变压器绝缘劣化的原因,测量局部放电能有效地发现变压器内部绝缘的固有缺陷和因长期运行使绝缘老化而产生的局部隐患。因此,国内外普遍认为测试局部放电是能够及时发现变压器潜伏状故障的重要手段。

 

据日本有关资料报道,由于设备运行状态在线监测及故障诊断技术的应用,使每年维修费用减少25%-50%,故障停电时间减少75%,从以上的分析可知对变压器实施在线监测是十分必要的。

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