專利名稱：油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的變壓器局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法。
背景技術(shù)：
油紙絕緣是油浸式變壓器的內(nèi)部絕緣組成部分。油浸式變壓器是目前的主流的變壓器。變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，作為輸電網(wǎng)中的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)電能傳遞的重要任務(wù)，其運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。從變壓器損壞事故部位統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，變壓器繞組是變壓器損壞事故的主要損壞部位。局部放電是造成變壓器絕緣故障的主要原因之一，由于變壓器出口或近區(qū)短路、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造工藝及材質(zhì)控制不嚴(yán)、雷擊、內(nèi)部過(guò)電壓和絕緣老化以及誤操作或安裝不當(dāng)，都會(huì)引起變壓器損壞事故。一臺(tái)變壓器在運(yùn)行電壓下，如果在不可恢復(fù)的絕緣中存在局部放電現(xiàn)象，則這些微弱的放電能量可以慢慢損壞絕緣，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿，引起嚴(yán)重?fù)p失。對(duì)變壓器的絕緣故障進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測(cè)，能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地反映出變壓器內(nèi)部的絕緣劣化狀況，它是掌握變壓器絕緣狀況的重要手段之一。而目前人們對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測(cè)，還不能很好地將局部放電信號(hào)的各種特征量與所發(fā)生的絕緣故障的嚴(yán)重程度結(jié)合起來(lái)。目前能夠做到的是根據(jù)我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1094. 3-2003 “電力變壓器第3部分絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙”的規(guī)定，在試驗(yàn)電壓下的變壓器的局部放電在放電量大于300pC或者500pC時(shí)，可以將該變壓器視為不合格產(chǎn)品?？梢?jiàn)，目前還沒(méi)有出現(xiàn)利用局部放電信號(hào)的特征參數(shù)來(lái)識(shí)別變壓器內(nèi)部的早期局部放電缺陷，因而難以針對(duì)已經(jīng)處于發(fā)展階段的局部放電缺陷采取相應(yīng)的維修措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法，根據(jù)放電脈沖的頻度、相位和油中氣體含量這些特征參數(shù)，識(shí)別變壓器內(nèi)部的早期局部放電缺陷。技術(shù)方案是，一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法，其特征是所述方法包括步驟1 采集變壓器單個(gè)工頻周期內(nèi)的局部放電脈沖信號(hào)，提取脈沖個(gè)數(shù)；步驟2 對(duì)變壓器放電脈沖的相位分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得脈沖的相位分布范圍；步驟3 檢測(cè)變壓器油中乙炔含量；步驟4:利用油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)，判斷變壓器中的油紙絕緣放電是否處于早期階段。所述油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)具體是，當(dāng)滿足(1)變壓器單個(gè)工頻周期的放電脈沖數(shù)量少于10個(gè)；(2)變壓器放電脈沖的相位分布處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間；(3)檢測(cè)不到乙炔氣體；
中的兩項(xiàng)或者兩項(xiàng)以上時(shí)，則變壓器中的油紙絕緣放電處于早期階段。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過(guò)放電脈沖的頻度、相位和油中氣體含量等特征參數(shù)，識(shí)別變壓器內(nèi)部的早期局部放電缺陷的目的，能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地反映出變壓器內(nèi)部的絕緣劣化狀況， 為變壓器狀態(tài)評(píng)估和維修提供合理、可靠的支持。


圖1是油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法流程圖；圖2是單個(gè)工頻周期中的脈沖數(shù)目示意圖；其中，(a)是單個(gè)工頻周期中的脈沖數(shù)目少于10個(gè)的示意圖，(b)是單個(gè)工頻周期中的脈沖數(shù)目多于10個(gè)的示意圖；圖3是脈沖相位分布示意圖；其中，(a)是脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間的示意圖，(b)是脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間之外的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。通過(guò)對(duì)局部放電的發(fā)生、發(fā)展乃至最終擊穿的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，得到局部放電特征參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律，特別是放電脈沖的頻度、相位分布特征和油中特征氣體含量的發(fā)展規(guī)律，深入發(fā)掘其中隱含的絕緣劣化程度信息，可以獲得區(qū)分早期缺陷和處于快速發(fā)展階段的缺陷的劃分標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明中，申請(qǐng)人在實(shí)驗(yàn)室建立了電力變壓器油紙絕緣局部放電試驗(yàn)平臺(tái)以及球-板油楔放電模型、柱-板放電模型、水平針-板放電模型，垂直針-板放電模型和匝間放電模型，采用常規(guī)脈沖電流檢測(cè)法(符合GB73M-2003/IEC60270 :2000標(biāo)準(zhǔn))，監(jiān)測(cè)上述模型的局部放電脈沖信號(hào)，采用氣相色普法(符合GB7252-2001標(biāo)準(zhǔn))，研究上述五種常見(jiàn)的放電模型的局部放電形式的發(fā)展過(guò)程。通過(guò)對(duì)放電脈沖的頻度、相位分布和特征氣體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到了上述五種放電模型的特征參數(shù)與缺陷嚴(yán)重程度之間的關(guān)系，得到油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)，具體是，當(dāng)滿足(1)變壓器單個(gè)工頻周期的放電脈沖數(shù)量少于10個(gè)；(2)變壓器放電脈沖的相位分布處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間；(3)檢測(cè)不到乙炔氣體；中的兩項(xiàng)或者兩項(xiàng)以上時(shí)，則變壓器中的油紙絕緣放電處于早期階段?；谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)，在待測(cè)變壓器的絕緣監(jiān)測(cè)中，采用符合GB73M-2003/IEC60270 2000標(biāo)準(zhǔn)的局部放電檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法，對(duì)變壓器的內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用GB7252-2001標(biāo)準(zhǔn)所推薦的檢測(cè)方法進(jìn)行油中氣體成份和含量的檢測(cè)。圖1是油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法流程圖。圖1中，油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法包括步驟1 采集單個(gè)工頻周期(20毫秒)內(nèi)的局部放電脈沖信號(hào)，提取脈沖個(gè)數(shù)。步驟2 對(duì)放電脈沖的相位分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制出常用的基于相位的統(tǒng)計(jì)譜圖，例如脈沖頻度-相位(Ν-Φ)譜圖、三維譜圖(N-Q-Φ譜圖)等統(tǒng)計(jì)譜圖，獲得脈沖的相位分布范圍。步驟3 檢測(cè)變壓器油中乙炔含量。步驟4:利用油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)，判斷變壓器中的油紙絕緣放電是否處于早期階段。圖2展示了單個(gè)工頻周期中的脈沖數(shù)目少于10個(gè)和多于10個(gè)的例子。圖3以三維散點(diǎn)圖的形式展示了脈沖相位分布，其中，(a)是脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間的示意圖，(b)是脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間之外的示意圖。根據(jù)圖2和圖3所示，如果某一變壓器單個(gè)工頻周期的放電脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)符合 0 2(a),并且脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間(即符合圖3(a)),則該變壓器中的油紙絕緣放電處于早期階段。而如果某一變壓器單個(gè)工頻周期的放電脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)符合圖2 (b)，并且脈沖相位處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間之外(即符合圖3 (b))，則該變壓器中的油紙絕緣放電已處于發(fā)展階段，應(yīng)當(dāng)立即采取措施，避免變壓器油紙絕緣放電的進(jìn)一步發(fā)展。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法，其特征是所述方法包括步驟1 采集變壓器單個(gè)工頻周期內(nèi)的局部放電脈沖信號(hào)，提取脈沖個(gè)數(shù)； 步驟2 對(duì)變壓器放電脈沖的相位分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得脈沖的相位分布范圍； 步驟3 檢測(cè)變壓器油中乙炔含量；步驟4:利用油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)，判斷變壓器中的油紙絕緣放電是否處于早期階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法，其特征是所述油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)具體是，當(dāng)滿足(1)變壓器單個(gè)工頻周期的放電脈沖數(shù)量少于10個(gè)；(2)變壓器放電脈沖的相位分布處于0度 110度和200度 310度兩個(gè)區(qū)間；(3)檢測(cè)不到乙炔氣體；中的兩項(xiàng)或者兩項(xiàng)以上時(shí)，則變壓器中的油紙絕緣放電處于早期階段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)的變壓器局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中的一種油紙絕緣早期放電缺陷診斷方法。包括采集變壓器單個(gè)工頻周期內(nèi)的局部放電脈沖信號(hào)，提取脈沖個(gè)數(shù)；對(duì)變壓器放電脈沖的相位分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得脈沖的相位分布范圍；檢測(cè)變壓器油中乙炔含量；利用油紙絕緣早期放電缺陷劃分標(biāo)準(zhǔn)，判斷變壓器中的油紙絕緣放電是否處于早期階段。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過(guò)放電脈沖的頻度、相位和油中氣體含量等特征參數(shù)，識(shí)別變壓器內(nèi)部的早期局部放電缺陷的目的，為變壓器狀態(tài)評(píng)估和維修提供了支持。
文檔編號(hào)G01R23/02GK102207532SQ201110058118
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者岳華山, 李成榕, 楊圓, 林韓, 王偉, 盛康, 程養(yǎng)春, 薛陽(yáng), 鄭重, 陳金祥 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院