專利名稱：一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的油紙絕緣子電力設(shè)備局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
油浸式電力變壓器、油浸式電抗器等油紙絕緣電力設(shè)備是電力系統(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，局部放電是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)部過電壓和絕緣老化以及誤操作或安裝不當(dāng)引起的。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，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， 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)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)時(shí)，還不能很好地將局部放電信號(hào)的各種特征量的變化與所發(fā)生的絕緣故障的嚴(yán)重程度結(jié)合起來。目前能夠做到的是根據(jù)我國的國家標(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視在放電量大于300pC或者500pC時(shí)，可以將該變壓器視為不合格產(chǎn)品。但是，目前還沒有出現(xiàn)利用局部放電信號(hào)的特征參數(shù)來診斷油紙絕緣內(nèi)部局部放電缺陷引發(fā)故障概率的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程或者共識(shí)。在實(shí)際變壓器的絕緣監(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)變壓器的局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)局部放電的發(fā)生、發(fā)展乃至最終擊穿的整個(gè)過程進(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，特別是臨近擊穿時(shí)局部放電視在放電量的信息，可以獲得基于局部放電檢測(cè)結(jié)果的絕緣缺陷引發(fā)擊穿故障的概率。首先，發(fā)明人建立了變壓器油紙絕緣局部放電試驗(yàn)平臺(tái)和放電模型(例如，球-板放電模型)，對(duì)局部放電模型施加長期的恒定幅值的工頻高電壓，直到擊穿放電模型。建立的試驗(yàn)平臺(tái)和放電模型符合GB73M-2003/IEC60270 :2000標(biāo)準(zhǔn)。其次，采用脈沖電流檢測(cè)法檢測(cè)放電模型的局部放電脈沖信號(hào)。采用不同的交流電壓幅值，進(jìn)行了大量的高壓試驗(yàn)。對(duì)局部放電的發(fā)生、發(fā)展乃至最終擊穿的整個(gè)過程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。再次，通過總結(jié)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)浸油紙板中局部放電缺陷逐步擴(kuò)大，最終引發(fā)擊穿故障，在浸油紙板臨近擊穿時(shí)，局部放電脈沖的視在放電量顯現(xiàn)出正態(tài)分布，不受外加電壓的幅值和形式(恒定電壓或者階梯升壓)的影響。圖1是對(duì)2mm厚浸油紙板進(jìn)行多次試驗(yàn)所獲得的臨近擊穿時(shí)1秒鐘內(nèi)局部放電脈沖的視在放電量總和Q的概率分布。
最后，鑒于上述研究成果，可以認(rèn)為，油紙絕緣材料在被擊穿時(shí)局部放電脈沖的視在放電量基本恒定，因此可以通過對(duì)比脈沖視在放電量的大小來診斷絕緣臨近擊穿的程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述缺陷公開了一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，它包括以下步驟1)針對(duì)待測(cè)設(shè)備所使用的油紙絕緣材料開展局部放電試驗(yàn)，獲得油紙絕緣材料被擊穿前特定時(shí)間段內(nèi)局部放電脈沖的總放電量Q的概率分布密度函數(shù)；2)對(duì)待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖放電量統(tǒng)計(jì)，將測(cè)試時(shí)間段內(nèi)所測(cè)到的待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖的總放電量q帶入步驟1)的概率分布密度函數(shù)中，通過計(jì)算得出油紙絕緣設(shè)備的局部放電故障概率P(q)，測(cè)試時(shí)間段與特定時(shí)間段具有相同的時(shí)間長度。所述待測(cè)設(shè)備為油浸式電力變壓器或油浸式電抗器。所述油紙絕緣材料為浸油紙板、浸油紙帶或?qū)訅喊?。所述特定時(shí)間段指能夠表征油紙絕緣局部放電缺陷發(fā)展過程的時(shí)間。所述特定時(shí)間段是指20毫秒-60秒的任意數(shù)值。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用局部放電信號(hào)的特征參數(shù)來診斷油紙絕緣局部放電故障概率的目的。


圖1為對(duì)2mm厚浸油紙板進(jìn)行多次試驗(yàn)所獲得的臨近擊穿時(shí)1秒鐘內(nèi)局部放電脈沖的總放電量Q的概率分布。
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)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法包括以下步驟1)針對(duì)待測(cè)設(shè)備所使用的油紙絕緣材料開展局部放電試驗(yàn)，獲得油紙絕緣材料被擊穿前特定時(shí)間段內(nèi)局部放電脈沖的總放電量(即視在放電量總和)Q的概率分布密度函數(shù)；2)對(duì)待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖放電量統(tǒng)計(jì)，將測(cè)試時(shí)間段內(nèi)所測(cè)到的待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖的總放電量q帶入步驟1)的概率分布密度函數(shù)中，通過計(jì)算得出油紙絕緣設(shè)備的局部放電故障概率P(q)，測(cè)試時(shí)間段與特定時(shí)間段具有相同的時(shí)間長度。所述待測(cè)設(shè)備為油浸式電力變壓器或油浸式電抗器。所述油紙絕緣材料為浸油紙板、浸油紙帶或?qū)訅喊?。所述特定時(shí)間段指能夠表征油紙絕緣局部放電缺陷發(fā)展過程的時(shí)間。所述特定時(shí)間段是指為20毫秒-60秒的任意數(shù)值(例如20毫秒、1秒或10秒)。 可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)，例如，當(dāng)脈沖頻度較高時(shí)，可以選擇較短的時(shí)間段。實(shí)施例
一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法包括以下步驟1)針對(duì)待測(cè)設(shè)備所使用的油紙絕緣材料開展大量的局部放電試驗(yàn)，獲得油紙絕緣材料被擊穿前1秒鐘時(shí)間內(nèi)局部放電脈沖的總放電量Q，結(jié)合Q顯現(xiàn)正態(tài)分布規(guī)律的假設(shè)， 通過現(xiàn)有的參數(shù)估計(jì)方法，獲得Q的正態(tài)分布參數(shù)(平均值和標(biāo)準(zhǔn)差)，形成其概率分布密度函數(shù)，如圖1所示。圖中橫坐標(biāo)是Q，單位為毫庫，縱坐標(biāo)是概率。Q的期望值為4. 1083 毫庫，方差為8. 0674，對(duì)應(yīng)的概率密度分布函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟1)針對(duì)待測(cè)設(shè)備所使用的油紙絕緣材料開展局部放電試驗(yàn)，獲得油紙絕緣材料被擊穿前特定時(shí)間段內(nèi)局部放電脈沖的總放電量Q的概率分布密度函數(shù)；2)對(duì)待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖放電量統(tǒng)計(jì)，將測(cè)試時(shí)間段內(nèi)所測(cè)到的待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖的總放電量q帶入步驟1)的概率分布密度函數(shù)中，通過計(jì)算得出油紙絕緣設(shè)備的局部放電故障概率P(q)，測(cè)試時(shí)間段與特定時(shí)間段具有相同的時(shí)間長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，其特征在于，所述待測(cè)設(shè)備為油浸式電力變壓器或油浸式電抗器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，其特征在于，所述油紙絕緣材料為浸油紙板、浸油紙帶或?qū)訅喊濉?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，其特征在于，所述特定時(shí)間段指能夠表征油紙絕緣局部放電缺陷發(fā)展過程的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法，其特征在于，所述特定時(shí)間段是指20毫秒-60秒的任意數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)的油紙絕緣子電力設(shè)備局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一種油紙絕緣設(shè)備局部放電故障概率計(jì)算方法。它包括以下步驟1)針對(duì)待測(cè)設(shè)備所使用的油紙絕緣材料開展局部放電試驗(yàn)，獲得油紙絕緣材料被擊穿前特定時(shí)間段內(nèi)局部放電脈沖的總放電量Q的概率分布密度函數(shù)；2)對(duì)待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖放電量統(tǒng)計(jì)，將油紙絕緣材料被擊穿前特定時(shí)間段內(nèi)所測(cè)到的待測(cè)設(shè)備的局部放電脈沖的總放電量q帶入步驟1)的概率分布密度函數(shù)中，通過計(jì)算得出油紙絕緣設(shè)備的局部放電故障概率P(q)。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用局部放電信號(hào)的特征參數(shù)來診斷油紙絕緣局部放電故障概率的目的。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102540029SQ20121001297
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉少宇, 崔樂, 李成榕, 程養(yǎng)春, 詹花茂, 鄧春, 陳凱 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司