带电检测技术在变电异常运行设备中的应用

带电检测技术在变电异常运行设备中的应用

刘轩

国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市   030032

摘要：电力变压器是电力系统中较昂贵和重要的设备，利用电磁感应原理，起着改变电压、电流，传递电能的作用，变压器的健康运行直接影响输配电网安全和供电可靠性。通过红外热成像、带电局部放电等一系列检测技术应用，对变压器健康状态进行联合分析、诊断，为变压器状态评估提供数据支撑。

关键词：带电检测；变电；异常运行

1 异常现象

对某110 kV变电站某台变压器进行红外热成像检测，发现主变110 kV侧C相高压套管末屏有异常温度，红外热成像如图1所示。

图1 红外热成像图 

从红外热成像图中可以看出C相110 kV高压套管末屏处温度为41.3℃，相间比较比A、B相110 kV高压套管末屏同一部位温度高出4.3℃的温差，温度不正常。

2 带电检测情况

2.1 带电高频局部放电检测

在该变压器铁芯、夹件接地引线和主变附近的接地引线处均能测量到高频局放信号，局部放电检测如图2所示。

图2 高频局部放电图及放电量 

从图2中可看出，局放量在一个周期内出现2个信号脉冲，脉冲正、负半周对称，局放脉冲幅值大，远远超过仪器的最大量程（60 dB），局放图形比较符合悬浮放电典型图谱特征，初步判断变压器存在较强的局部放电、能量释放。

2.2 超声波局放检测

为定位放电位置，结合红外成像情况，对该变压器A、B、C三相110 kV套管进行超声波局部放电检测，A、B两相试验数据正常，在C相110 kV高压套管下方的升高座中部处检测所示，超声局部放电异常，测量数据如表1所示，典型的悬浮放电典型图谱特征，变压器C相110 k V升高座周围存在局部放电。

声电联合定位图谱可看出，红线略微领先紫线、绿线到达示波器，且峰值均大于紫线、绿线，局部放电源离红色超声波传感器最近，红线与黄线到达示波器的时差Δt为136μs，取其声波在铸铁中传播速度v为4400 m/s，运用L=vΔt估算局部放电源距离红色超声波传感器的传播路径L为0.598 m，现场测量在变压器C相110 kV套管末屏附近。

依据红外热成像检测、高频局部放电检测、超声波局部放电检测和声电联合定位的试验数据和结果，综判变压器110 kV C相高压套管末屏接地不良，产生悬浮放电。

3 停电检查

3.1 现场检查

将该台变压器停电检修，打开C相110 kV高压套管末屏盖帽检查，发现了末屏导电杆和接地金属铜套表面有明显铜绿，末屏盖帽内有大量的金属碎屑，铝质外壳与末屏盖帽内均有明显的烧蚀放电痕迹。

3.2 试验数据

现场对高压套管进行介质损耗、绝缘电阻试验，末屏接地铜套对地电阻为2 MΩ。套管油样油色谱分析，未发现异常。

4 原因分析

变压器套管末屏的接地方式为内置连接型式，结构如图7所示。结构设计上不合理，由于密封件橡胶老化，导致雨水、潮气进入末屏内部，使得接地铜套与铝外壳盖帽的内接触面逐渐氧化，产生铜绿氧化层，接地铜套与铝外壳的电阻值逐渐变大，最后电阻值达到2 MΩ，导致末屏接地不良，从图6可看出末屏接地铝盖帽有明显的放电痕迹，带电运行导致悬浮放电，引起末屏温度升高，高于A、B相；从表2中可看出C相高压套管油色谱正常，且主绝缘电阻及介质损耗试验数据合格，说明高压套管主绝缘状况良好。综上所述，可以判别红外成像及所有带电局部放电检测数据异常，均系高压套管末屏接地不良导致变压器带电运行末屏悬浮放电所致。

随后对末屏进行更换处理，试验合格后变压器投入运行，对其重新进行高频局部放电、超声波局部放电、红外热成像等项目复查，试验数据正常，说明该缺陷已消除。

5 结束语

对运行变压器出现异常时，可以尝试红外成像、局部放电、超声波定位等多种带电检测技术应用，对变压器状态联合诊断评估，大大缩短检修时间，减少停电次数和时间，也为设备状态检修提供很好的数据支撑和借鉴经验。

参考文献

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