CN112763873A - 一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力变压器局部放电识别与定位技术领域，尤其涉及一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置及方法。本发明装置是将超声定位发生器集成在检测阻抗里，将检测阻抗通过磁铁连接在套管升高座上，每个检测阻抗同步向变压器内部发射超声波信号；以超声波与脉冲电流法相结合进行变压器局部放电测试；本发明方法包括：试验前的准备工作；利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准；对变压器测试回路进行加电压；局放波形与放电量综合分析与定位。本发明能够提高判别的准确性，节省后续专门开展超声定位的工作量，提升工作效率，为变压器“零缺陷”投运与投产后故障检修提供技术依据。

Description

一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置及方法

技术领域

本发明属于电力变压器局部放电识别与定位技术领域，尤其涉及一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置及方法,具体是一种声电联合的变压器局部放电识别与定位的诊断与分析装置方法。

背景技术

大型电力变压器是电力***中重要的设备，运行的安全可靠性直接影响电力***运行的稳定性和可靠性。

近年来，电网规模不断扩大，特高压工程逐渐投产，对变压器的安全可靠提出了更高的要求，变压器内部发生局部放电(partial discharge，PD)类似于电力装备绝缘***内的慢性肿瘤，长期的放电过程将导致绝缘的击穿，甚至引设备烧损等安全事故。电力变压器内部绝缘结构复杂，PD绝缘缺陷的类型也不尽相同，传统的PD模式识别利用脉冲电流法，通过读取测试仪的放电量数值与放电波形来判断是否满足规程要求，绝大部分工作依赖于试验人员的经验进行判断，如发现局放量超出标准值要进一步进行超声定位来判断放电点的大致位置，需要耗费大量的人力物力，如果试验人员的经验不足，很难准确定位放电点，返厂检修会带来很大的工作量。

发明内容

针对上述现有变压器局部放电模式识别与放电点定位分析方法中存在的不足之处，本发明提供了一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置及方法。其目的是为了提供一种计算快速、准确，适应性强，具有较高实际应用价值的变压器局部放电识别与定位装置及方法的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，是将超声定位发生器集成在检测阻抗里；

试验变压器T通过滤波器Z与被试变压器试品Cx相连接，给试验回路供电；输入单元Zm与耦合电容Ck串联后，与试品Cx并联；试品Cx的一端接地；局部放电信号通过输入单元Zm耦合后转换为脉冲电流通过同轴电缆传输连接至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置；

超声探头采集超声波信号后通过光纤连接传输至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置。

进一步的，所述声电联合的变压器局部放电识别与定位装置同时对脉冲电流和超声波方法采集的局部放电信号进行分析判断。

进一步的，所述超声探头贴在变压器外壳上，通过光纤将超声波探头与声电联合的变压器局部放电识别与定位装置相连接，组成超声波局部放电测试回路。

一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，是利用一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，将检测阻抗通过磁铁连接在套管升高座上，每个检测阻抗同步向变压器内部发射超声波信号；以超声波与脉冲电流法相结合进行变压器局部放电测试；包括以下步骤：

步骤1.试验前的准备工作；

步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准；

步骤3.对变压器测试回路进行加电压；

步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。

进一步的，所述试验前的准备工作包括：

连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试，用同轴电缆将测试仪器用用来信号输入的多个通道和输入单元的至放大器端子连接，在套管端部安装屏蔽罩。

进一步的，所述同轴电缆为50欧姆。

进一步的，所述利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，包括：

输入500pC的放电量，在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”；识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施，如试验通路无异常，则进行加电压；如试验通路有异，则常排除异常后进行加压。

进一步的，所述对变压器测试回路进行加电压，包括：

放电量和超声波形有无明显异常；

脉冲电流法测量和超声波法测量。

进一步的，所述对变压器测试回路进行加电压的标准是按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压。

进一步的，所述局放波形与放电量综合分析与定位，包括：

如放电量小于100pC，试验结束；否则进行放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。

本发明具有以下有益效果及优点：

本发明通过计算机专家***对变压器内部和外部发生的局部放电模式进行初步识别，给出视在放电量，根据放电类型与视在放电量判断局部放电量是否满足相关规程标准要求，如满足规程要求变压器可以投运；如不满足规程要求，例如220kV及以上变压器现场局放量大于100pC，变压器需要查找故障点并进行检修，通过声电联合的方式，可以在脉冲电流法检测出视在放电量的同时实现超声定位，提高了判别的准确性，同时节省了后续专门开展超声定位的工作量，提升了工作效率，为变压器“零缺陷”投运与投产后故障检修提供技术依据。

通过变压器出厂试验和现场交接试验和检修后的诊断性试验对PD绝缘缺陷类型的有效识别与放电点的准确定位，有助于准确地了解和掌握变压器内部绝缘缺陷的性质和特征，对于掌握设备的绝缘状况及指导设备的检修等工作有着十分重要的工程意义。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位流程图；

图2为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位装置电路图；

图3为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位装置检测接线图。

图中：

脉冲电流通道1，超声波通道2，试品Cx，耦合电容Ck，输入单元Zm，滤波器Z，试验变压器T。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1-图3描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

本发明是一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，如图1所示，图1为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位流程图。

本发明方法包括以下步骤：

步骤1.试验前的准备工作。

包括连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试，用50欧姆同轴电缆将测试仪器用来信号输入的一个通道和输入单元的至放大器端子连接，在套管端部安装屏蔽罩排除外来干扰。

步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入500pC的放电量。在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”。在此时应识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施。如试验通路无异常，则进行加电压；如试验通路有异，则常排除异常后进行加压。

步骤3.对变压器测试回路进行加电压。

按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压,在加压的同时监测电压有无突变，放电量和超声波形有无明显异常。

脉冲电流法测量和超声波法测量均为已知方法。

步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。

在加电压过程中，同时监测脉冲电流和超声波所反映出来的局部放电量，在声电联合测试仪的屏幕上可以观测放电量和局部放电图谱，如放电量小于100pC，判断无异常，试验结束；如有异常，可以通过放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。

实施例2

本发明又提供了一种实施例，是一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，与传统测试方法不同的是在脉冲电流法检测变压器局部放电的同时进行超声波局部放电信号检测，将超声波信号传感器通过磁铁吸附在变压器邮箱上，传感器通过光纤与声电联合的变压器局部放电识别与定位装置连接，实现脉冲电流法与超声波方法的同步应用，并定位放电位置。

如图2所示，图2为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位装置电路图。

图2中，T为试验变压器，作为电源供电； Z为滤波器，起排除电源干扰作用。试验变压器T通过滤波器Z与被试变压器试品Cx连接，给试验回路供电。输入单元Zm与耦合电容Ck串联后，与试品Cx并联，试品Cx的一端接地，否则会产生悬浮电位。局部放电信号经过输入单元Zm耦合后转换为脉冲电流通过同轴电缆传输至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置。超声波信号通过贴在变压器外壳上的超声探头采集后通过光纤传输至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，声电联合的变压器局部放电识别与定位装置可以同时对脉冲电流和超声波方法采集的局部放电信号进行分析判断。

如图3所示，图3为本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位***检测接线图。以220kV双绕组变压器为例，相当于在变压器器身的上部布置了8-16个超声波探头对变压器本体进行超声局放检测与定位，在利用脉冲电流法测试局放的同时，实现超声波与脉冲电流法结合的变压器局部放电测试。

以双绕组变压器为例，按图3将各部件连接好，利用同轴电缆将声电联合的变压器局部放电识别与定位装置通过抗***件、脉冲电流检测阻抗连接到被试变压器高、低压侧套管末屏，组成脉冲电流法局部放电测试回路。利用磁铁将超声波局放检测探头吸附在被试变压器本体上，利用光纤将超声波探头与声电联合的变压器局部放电识别与定位装置连接，组成超声波局部放电测试回路。

接好试验回路后，利用校准脉冲发生器向变压器套管首段，即高压端部注入校准信号，通常为500pC，在声电联合的变压器局部放电识别与定位装置上观察校准脉冲数值与波形，检查测试回路是否畅通，加电压前将校准脉冲发生器移除。在声电联合的变压器局部放电识别与定位装置上观察超声波信号背景检查测试回路是否畅通。

利用试验变压器T对试验回路加压，完成局部放电检测与故障定位。

在本发明中，术语 “连接”、“固定”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，其特征是：将超声定位发生器集成在检测阻抗里；

试验变压器T通过滤波器Z与被试变压器试品Cx相连接，给试验回路供电；输入单元Zm与耦合电容Ck串联后，与试品Cx并联；试品Cx的一端接地；局部放电信号通过输入单元Zm耦合后转换为脉冲电流通过同轴电缆传输连接至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置；

超声探头采集超声波信号后通过光纤连接传输至声电联合的变压器局部放电识别与定位装置。

2.根据权利要求1所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，其特征是：所述声电联合的变压器局部放电识别与定位装置同时对脉冲电流和超声波方法采集的局部放电信号进行分析判断。

3.根据权利要求1所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，其特征是：所述超声探头贴在变压器外壳上，通过光纤将超声波探头与声电联合的变压器局部放电识别与定位装置相连接，组成超声波局部放电测试回路。

4.一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：

利用一种声电联合的变压器局部放电识别与定位装置，将检测阻抗通过磁铁连接在套管升高座上，每个检测阻抗同步向变压器内部发射超声波信号；以超声波与脉冲电流法相结合进行变压器局部放电测试；包括以下步骤：

步骤1.试验前的准备工作；

步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准；

步骤3.对变压器测试回路进行加电压；

步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。

5.根据权利要求4所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述试验前的准备工作包括：

连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试，用同轴电缆将测试仪器用用来信号输入的多个通道和输入单元的至放大器端子连接，在套管端部安装屏蔽罩。

6.根据权利要求5所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述同轴电缆为50欧姆。

7.根据权利要求4所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，包括：

输入500pC的放电量，在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”；识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施，如试验通路无异常，则进行加电压；如试验通路有异，则常排除异常后进行加压。

8.根据权利要求4所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述对变压器测试回路进行加电压，包括：

放电量和超声波形有无明显异常；

脉冲电流法测量和超声波法测量。

9.根据权利要求4所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述对变压器测试回路进行加电压的标准是按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压。

10.根据权利要求4所述的一种声电联合的变压器局部放电识别与定位方法，其特征是：所述局放波形与放电量综合分析与定位，包括：

如放电量小于100pC，试验结束；否则进行放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。

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