CN103091608A - 一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台及其测量方法，属于电力设备检修技术领域。实验平台局部放电测量系统含有试品（6）等；气体收集系统含有集气量筒（8）；试品（6）通过导气管与集气量筒（8）连接。所述试品为装有针板放电电极的玻璃容器，针板放电电极一端固定在容器顶部，一端固定在容器底部；容器顶端有一个圆口方便导出产生气体。确认变压器，分压电容以及实验电极接地端可靠接地；向实验试品中注入变压器油；控制电源，重复进行实验，进行数据计算，局放图截图。本发明通过模拟实际变压器的运行情况，得出实际运行变压器中内部局部放电与产气速率的关系。本发明可以提前预知变压器故障的大概位置，节省变压器检修时间。
Description
技术领域
一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台及其测量方法，属于电力设备检修技术领域。
背景技术
现代电力系统日趋复杂，对电力设备运行可靠性的要求不断提高。电力变压器作为电力系统中重要的变电设备，其运行状态将直接影响到电力系统的安全运行。目前电力系统中变压器等电力设备大多采用定期检修方式，这种体制存在着严重缺陷，如维修不足、维修过剩或盲目维修等，这使世界各国每年在设备维修方面耗资巨大且影响了供电可靠性。怎样合理安排电力设备的检修，节省检修费用、降低检修成本，同时保证系统有较高的可靠性，对系统运行人员来说是一个重要课题。在对运行中的变压器进行油内气体产量的监测可以很好的了解变压器油内局放的大小，从而得知是否存在可以导致变压器绝缘老化或是故障的局放，进而对变压器的运行进行适当的改进，并且可以提前预知变压器故障的大概位置，从而节省变压器检修时间。
发明内容
发明目的：长期以来为确保电力系统安全运行，电力行业一直根据电力设备预防性试验规程中的规定对电力设备进行定期的停电试验、检修和维护。这种计划检修体制无疑在电气设备绝缘故障诊断、防止设备故障发生、保证安全可靠的供电方面起着很好的作用。但计划检修是按照预试规程所规定的试验周期到期必修，而不顾电气设备绝缘的实际状况，具有很大的盲目性和强制性，因而可能造成设备的过度检修，浪费大量的人力和物力。同时，这种过度检修还有可能因检修时不慎，或者由于频繁的拆装而引起新的绝缘隐患。
有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，不能断定故障；有的设备虽低于注意值，如含量增长迅速，也应引起注意。产气速率对反映故障的存在、严重程度及其发展趋势更加直接和明显，可以进一步确定故障的有无及性质。
正是由于以上的原因，对于变压器内部由于局部放电而产生的气体量进行监测和速率的计算能很有效的监测变压器内局放的大小。所以，变压器内由于局放产生的气泡的多少可以被用来作为评估变压器内绝缘好坏以及判别变压器是否有故障征兆的标准。变压器油纸绝缘局部放电是引起运行变压器内气泡产生以及绝缘老化和破坏的主要原因之一,通过及时了解局部放电产生气体的变化规律能判断运行变压器内部的潜伏性故障及发展。
本发明的目的在于提高一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台。
一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台，该实验平台包括局部放电测量系统和气体收集系统；
所述局部放电测量系统包括AC-高压电源（1）、电动调压器（2）、工频试验变压器（3）、保护电阻（4）、耦合电容（5）、试品（6）、局部放电测量仪（7）；所述气体收集系统包括集气量筒（8）；
电动调压器（2）通过导线连接AC-高压电源（1），工频试验变压器（3）与电动调压器（2）导线连接；通过工频试验变压器（3）调节试品所加的电压，工频试验变压器引出导线与保护电阻（4）连接，保护电阻（4）防止电流过大损坏设备；保护电阻（4）引出导线，并联耦合电容（5）与试品（6）；耦合电容（5）通过导线再与局部放电测量仪（7）连接，试品（6）通过导气管与集气量筒（8）连接，集气量筒（8）测量产生气体体积；
所述试品为装有针板放电电极的玻璃容器，针板放电电极一端固定在容器顶部，一端固定在容器底部；容器顶端有一个圆口方便导出产生气体。
本发明研究变压器内局部放电强度与变压器油中气体析出速率之间的关系，主要是变压器内微小局放是否能产生气泡，并且找出如果气泡生成变压器油析气速率与那些因素有关。据此，提高人们对变压器析气性的认识和提出提高变压器析气性的办法。实验采用等效性的原理，使用尖端放电（尖-板模型进行模拟）来进行，根据ICE标准得出放电强度与局放之间的等效联系，通过放电大小与析气速率之间的关系得到局放对变压器析气速率的关系。
工频试验加压设备主要由工频高压实验控制台和YDT-10/120变压器组成，其中工频高压实验控制台用于在实验中开关电源，合闸，加压，降压及分闸。变压器为工频单相无晕试验变压器，在额定电压下局部放电不超过5pc，本发明电力线路连接图见图1。图1是本发明电力线路连接图。其中，AC—高压电源；LDS-6数字式局部放电测试仪，T1---HY-AC20-1型电动调压器，T2---YDT-5/50工频试验变压器,C---800PF耦合电容等，Cx---试品。
试验中变压器在正常温度下运行，通过局部放电检测仪（脉冲电流信号）对局部放电进行检测。脉冲电流检测法检测的是检测阻抗两端的电压信号，由于检测方式存在不确定性，如果在不存在测试设备的时候检测到放电信号，则可较肯定的发生了局部放电。
本发明还提供一种电力变压器局部放电与产气速率关系测量方法，该方法步骤为：
（1）确认变压器，分压电容以及实验电极接地端可靠一点接地；
（2）向实验试品中注入变压器油，并将用于测量气体的导管从旁边的气孔中插入，将接地棒从实验仪器上移除后，用控制台进行加压。首先加至5kv观察现象，确定气泡的产气量的大致范围。
（3）将控制电源降压关闭，并且对实验仪器进行放电后，对产气量进行读书记录。并对此事的局放图进行保存截图。以便进行后续计算。
（4）重复进行实验，实验电压分别调至10kv、15kv、20kv进行实验。进行数据计算，局放图截图。
（5）对实验得到的数据进行处理分析，得出局部放电的放电量，幅值，能量和重复率等一系列相关数据；这样，就得出局放量与产气多少的关系。
本实验平台通过模拟实际变压器运行状态，研究局部放电与变压器绝缘油产气速率的关系。通过平台实验，可以研究油浸式变压器内微小的局部放电是否能产生气泡，如果可以产生气泡则产生气泡的速率是多少得出变压器内析出气泡速率与变压器局放的具体关系，并与实际相结合使其能运用于实际生产过程，得出在运行状态下，根据气泡产生速率推算变压器内局放的大小，推算出气泡是否能在变压器高压端积聚。
本发明有益效果：可以验证在实际运行的变压器中，使局部放电量增加，在相同持续时间内，可以产生更多的气体。气体的产量与局放大小成正比，局部放电量越大，产气量就越多。
附图说明
图1是本发明电力线路连接图。其中，AC—高压电源；LDS-6数字式局部放电测试仪，T1---HY-AC20-1型电动调压器，T2---YDT-5/50工频试验变压器,C---800PF耦合电容等，Cx---试品。
图2是气体收集原理示意图。
图3是试品结构示意图。
图4是本发明结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
图1是局部放电测量系统电路结构示意图。图2是气体收集原理示意图。图3是本发明试品结构示意图。图4是本发明结构图。
一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台，该实验平台包括局部放电测量系统和气体收集系统；
所述局部放电测量系统包括AC-高压电源（1）、电动调压器（2）、工频试验变压器（3）、保护电阻（4）、耦合电容（5）、试品（6）、局部放电测量仪（7）；所述气体收集系统包括集气量筒（8）；电动调压器（2）通过导线连接AC-高压电源（1），工频试验变压器（3）与电动调压器（2）导线连接；通过工频试验变压器（3）调节试品所加的电压，工频试验变压器引出导线与保护电阻（4）连接，保护电阻（4）防止电流过大损坏设备；保护电阻（4）引出导线，并联耦合电容（5）与试品（6）；耦合电容（5）通过导线再与局部放电测量仪（7）连接，试品（6）通过导气管与集气量筒（8）连接，集气量筒（8）测量产生气体体积；所述试品为装有针板放电电极的玻璃容器，针板放电电极一端固定在容器顶部，一端固定在容器底部；容器顶端有一个圆口方便导出产生气体。（试品结构如图3）
一种电力变压器局部放电与产气速率关系测量方法，该方法步骤为：
1.确认变压器，分压电容以及实验电极接地端可靠一点接地。
2.向实验试品中注入变压器油，并将用于测量气体的导管从旁边的气孔中插入，将接地棒从实验仪器上移除后，用控制台进行加压。首先加至5kv观察现象，确定气泡的产气量的大致范围。
3.将控制电源降压关闭，并且对实验仪器进行放电后，对产气量进行读书记录。并对此事的局放图进行保存截图。以便进行后续计算。
4.重复进行实验，实验电压分别调至10kv、15kv、20kv进行实验。进行数据计算，局放图截图。
5.对实验得到的数据进行处理分析，得出局部放电的放电量，幅值，能量和重复率等一系列相关数据。得出局放量与产气多少的关系。
通过本发明实验平台设备和方法在5kv、10kv、15kv、20kv进行实验，进行数据计算，对实验得到的数据进行处理分析，得到某电力变压器局部放电与产气速率关系为在变压器油中，放电量越大，放电重复率也越大。变压器油在相同时间内产气量也就越多。此外，在相同电压等级与放电量下，产生气体的速率与时间成线性关系，随着时间的增加，气体产量越来越多。同时这种现象也会加剧变压器油内放电。长时间的放电能产生气体，而气体产量随时间增加，最终会导致变压器故障。本发明通过模拟实际变压器的运行情况，得出实际运行变压器中，变压器内部局部放电与产气速率的关系。从而根据产气速率即可得知是否存在可以导致变压器绝缘老化或是故障的局部放电，进而对变压器的运行进行适当的改进，并且可以提前预知变压器故障的大概位置，节省变压器检修时间。
Claims (2)
1.一种电力变压器局部放电与产气速率关系研究实验平台，其特征在于，该实验平台包括局部放电测量系统和气体收集系统；
所述局部放电测量系统包括AC-高压电源（1）、电动调压器（2）、工频试验变压器（3）、保护电阻（4）、耦合电容（5）、试品（6）、局部放电测量仪（7）；所述气体收集系统含有集气量筒（8）；
电动调压器（2）通过导线连接AC-高压电源（1），工频试验变压器（3）与电动调压器（2）导线连接；通过工频试验变压器（3）调节试品所加的电压，工频试验变压器引出导线与保护电阻（4）连接，保护电阻（4）防止电流过大损坏设备；保护电阻（4）引出导线，并联耦合电容（5）与试品（6）；耦合电容（5）通过导线再与局部放电测量仪（7）连接，试品（6）通过导气管与集气量筒（8）连接，集气量筒（8）测量产生气体体积；
所述试品为装有针板放电电极的玻璃容器，针板放电电极一端固定在容器顶部，一端固定在容器底部；容器顶端有一个圆口方便导出产生气体。
2.一种电力变压器局部放电与产气速率关系测量方法，其特征在于，该方法步骤为：
（1）确认变压器，分压电容以及实验电极接地端可靠接地；
（2）向实验试品中注入变压器油，并将用于测量气体的导管从旁边的气孔中插入，将接地棒从实验仪器上移除后，用控制台进行加压；首先加至5kv观察现象，确定气泡的产气量的大致范围；
（3）将控制电源降压关闭，并且对实验仪器进行放电后，对产气量进行读书记录；并对此事的局放图进行保存截图，以便进行后续计算；
（4）重复进行实验，实验电压分别调至10kv、15kv、20kv进行实验；进行数据计算，局放图截图；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NORTH CHINA POWER SCIENCE RESEARCH INST., CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: NORTH CHINA POWER SCIENCE RESEARCH INST., CO., LTD. Effective date: 20130415 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130415 Address after: 102206 Beijing city Changping District Zhu Daxinzhuang North Agricultural Road No. 2 Applicant after: North China Electric Power University Applicant after: North China Electrical Power Research Institute LLC Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 102206 Beijing city Changping District Zhu Daxinzhuang North Agricultural Road No. 2 Applicant before: North China Electric Power University Applicant before: North China Electrical Power Research Institute LLC |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |