变压器高频局放多端检测与诊断技术

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 1次 | 上传用户:hgjsy
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电力变压器在电力系统中充当着至关重要的角色,保证变压器的安全稳定运行是保证电网可靠供电的前提。变压器出厂耐压试验是考核变压器绝缘完整性和可靠投运的最后一道防线,局部放电检测则是耐压试验过程中评估变压器绝缘状态的有效措施,现有常规脉冲电流法存在测量频带较窄、耦合点单一、无法定位、难以排除外部干扰等缺点,使其难以对局部放电的位置及严重程度做出准确评估。高频脉冲电流法与常规脉冲电流法相比,具有传感器安装方便、检测频带宽、抗干扰能力强等优点,因此本文研究了耐压试验中,针对高频局放脉冲的多端检测与诊断技术,研究结果表明,使用该技术可对局部放电的位置及严重程度做出有效判断,可极大提高现场耐压试验中局放检测的准确性和工作效率,具有重要的实用价值。首先,本文介绍了变压器绕组的绝缘与典型结构形式,分别以一台35kV单相变压器的高压绕组及一台110kV三相变压器的高压绕组为研究对象,建立了高频局放脉冲在绕组中传播的多导体传输线模型,并结合绕组的结构和首末端边界条件,求解了绕组首末端与放电点之间的频域电流、电压传输函数;随即利用Maxwell 2D仿真计算了绕组模型中的电容分布参数,根据高频信号的集肤效应以及多导体传输线理论中各项分布参数之间存在的关系,导出了模型中的分布电阻、分布电感及分布电导参数。其次,在变压器三相感应耐压试验回路基础上,搭建高频局放多端检测实验平台,研究了不同位置的高频脉冲信号传播至变压器不同耦合点处的时频特性,该实验平台包括高频局放脉冲模拟装置、110kV三相双绕组真实变压器、多端高频信号耦合及保存装置等。总结了各耦合点响应信号在首波极性、幅值、时延、频谱上蕴含的普遍性规律,探究了利用这些规律实现局部放电初步定位的可行性。最后,通过脉冲注入法和扫频法对绕组的频域传输函数进行了实验测量,并与前述仿真结果进行了对比,验证了仿真模型的正确性;在此基础上使用能量法对发生于绕组上的局部放电进行了定位研究,35kV变压器高压绕组和110kV变压器高压绕组的定位结果显示,定位误差分别不超过绕组整体高度的3.95%和4.62%;随即使用仿真模型得到的频域电流传输函数,对视在放电量进行了修正;进而提出了变压器耐压试验中,对高频局部放电信号进行多端检测及诊断的方法,编写了基于LabVIEW的变压器高频多端局部放电诊断软件。
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