專利名稱：一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺及其測量方法，屬于電力設(shè)備檢修技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電力系統(tǒng)日趨復(fù)雜，對電力設(shè)備運行可靠性的要求不斷提高。電力變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的變電設(shè)備，其運行狀態(tài)將直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。目前電力系統(tǒng)中變壓器等電力設(shè)備大多采用定期檢修方式，這種體制存在著嚴重缺陷，如維修不足、維修過?；蛎つ烤S修等，這使世界各國每年在設(shè)備維修方面耗資巨大且影響了供電可靠性。怎樣合理安排電力設(shè)備的檢修，節(jié)省檢修費用、降低檢修成本，同時保證系統(tǒng)有較高的可靠性，對系統(tǒng)運行人員來說是一個重要課題。在對運行中的變壓器進行油內(nèi)氣體產(chǎn)量的監(jiān)測可以很好的了解變壓器油內(nèi)局放的大小，從而得知是否存在可以導(dǎo)致變壓器絕緣老化或是故障的局放，進而對變壓器的運行進行適當?shù)母倪M，并且可以提前預(yù)知變壓器故障的大概位置，從而節(jié)省變壓器檢修時·間。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:長期以來為確保電力系統(tǒng)安全運行，電力行業(yè)一直根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程中的規(guī)定對電力設(shè)備進行定期的停電試驗、檢修和維護。這種計劃檢修體制無疑在電氣設(shè)備絕緣故障診斷、防止設(shè)備故障發(fā)生、保證安全可靠的供電方面起著很好的作用。但計劃檢修是按照預(yù)試規(guī)程所規(guī)定的試驗周期到期必修，而不顧電氣設(shè)備絕緣的實際狀況，具有很大的盲目性和強制性，因而可能造成設(shè)備的過度檢修，浪費大量的人力和物力。同時，這種過度檢修還有可能因檢修時不慎，或者由于頻繁的拆裝而引起新的絕緣隱患。有的設(shè)備因某些原因使氣體含量超過注意值，不能斷定故障；有的設(shè)備雖低于注意值，如含量增長迅速，也應(yīng)引起注意。產(chǎn)氣速率對反映故障的存在、嚴重程度及其發(fā)展趨勢更加直接和明顯，可以進一步確定故障的有無及性質(zhì)。正是由于以上的原因，對于變壓器內(nèi)部由于局部放電而產(chǎn)生的氣體量進行監(jiān)測和速率的計算能很有效的監(jiān)測變壓器內(nèi)局放的大小。所以，變壓器內(nèi)由于局放產(chǎn)生的氣泡的多少可以被用來作為評估變壓器內(nèi)絕緣好壞以及判別變壓器是否有故障征兆的標準。變壓器油紙絕緣局部放電是引起運行變壓器內(nèi)氣泡產(chǎn)生以及絕緣老化和破壞的主要原因之一，通過及時了解局部放電產(chǎn)生氣體的變化規(guī)律能判斷運行變壓器內(nèi)部的潛伏性故障及發(fā)展。本發(fā)明的目的在于提高一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺?！N電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺，該實驗平臺包括局部放電測量系統(tǒng)和氣體收集系統(tǒng)；所述局部放電測量系統(tǒng)包括AC-高壓電源(I)、電動調(diào)壓器(2)、工頻試驗變壓器(3)、保護電阻(4)、耦合電容(5)、試品(6)、局部放電測量儀(7);所述氣體收集系統(tǒng)包括集氣量筒(8)；電動調(diào)壓器(2 )通過導(dǎo)線連接AC-高壓電源(I)，工頻試驗變壓器(3 )與電動調(diào)壓器(2)導(dǎo)線連接；通過工頻試驗變壓器(3)調(diào)節(jié)試品所加的電壓，工頻試驗變壓器引出導(dǎo)線與保護電阻(4)連接，保護電阻(4)防止電流過大損壞設(shè)備；保護電阻(4)引出導(dǎo)線，并聯(lián)耦合電容(5)與試品(6);耦合電容(5)通過導(dǎo)線再與局部放電測量儀(7)連接，試品(6)通過導(dǎo)氣管與集氣量筒(8)連接，集氣量筒(8)測量產(chǎn)生氣體體積；所述試品為裝有針板放電電極的玻璃容器，針板放電電極一端固定在容器頂部，一端固定在容器底部；容器頂端有一個圓口方便導(dǎo)出產(chǎn)生氣體。本發(fā)明研究變壓器內(nèi)局部放電強度與變壓器油中氣體析出速率之間的關(guān)系，主要是變壓器內(nèi)微小局放是否能產(chǎn)生氣泡，并且找出如果氣泡生成變壓器油析氣速率與那些因素有關(guān)。據(jù)此，提高人們對變壓器析氣性的認識和提出提高變壓器析氣性的辦法。實驗采用等效性的原理，使用尖端放電(尖-板模型進行模擬)來進行，根據(jù)ICE標準得出放電強度與局放之間的等效聯(lián)系，通過放電大小與析氣速率之間的關(guān)系得到局放對變壓器析氣速率的關(guān)系。工頻試驗加壓設(shè)備主要由工頻高壓實驗控制臺和YDT-10/120變壓器組成，其中工頻高壓實驗控制臺用于在實驗中開關(guān)電源，合閘，加壓，降壓及分閘。變壓器為工頻單相無暈試驗變壓器，在額定電壓下局部放電不超過5pc，本發(fā)明電力線路連接圖見圖1。圖1是本發(fā)明電力線路連接圖。其中，AC—高壓電源；LDS-6數(shù)字式局部放電測試儀，TlHY-AC20-1型電動調(diào)壓器，T2YDT-5/50工頻試驗變壓器，C800PF耦合電容等，Cx 試品。試驗中變壓器在正常溫度下運行，通過局部放電檢測儀(脈沖電流信號)對局部放電進行檢測。脈沖電流檢測法檢測的是檢測阻抗兩端的電壓信號，由于檢測方式存在不確定性，如果在不存在測試設(shè)備的時候檢測到放電信號，則可較肯定的發(fā)生了局部放電。本發(fā)明還提供一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系測量方法，該方法步驟為:(I)確認變壓器，分壓電容以及實驗電極接地端可靠一點接地；(2)向?qū)嶒炘嚻分凶⑷胱儔浩饔?，并將用于測量氣體的導(dǎo)管從旁邊的氣孔中插入，將接地棒從實驗儀器上移除后，用控制臺進行加壓。首先加至5kv觀察現(xiàn)象，確定氣泡的產(chǎn)氣量的大致范圍。(3)將控制電源降壓關(guān)閉，并且對實驗儀器進行放電后，對產(chǎn)氣量進行讀書記錄。并對此事的局放圖進行保存截圖。以便進行后續(xù)計算。(4)重復(fù)進行實驗，實驗電壓分別調(diào)至10kv、15kv、20kv進行實驗。進行數(shù)據(jù)計算，局放圖截圖。(5)對實驗得到的數(shù)據(jù)進行處理分析，得出局部放電的放電量，幅值，能量和重復(fù)率等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)；這樣，就得出局放量與產(chǎn)氣多少的關(guān)系。本實驗平臺通過模擬實際變壓器運行狀態(tài)，研究局部放電與變壓器絕緣油產(chǎn)氣速率的關(guān)系。通過平臺實驗，可以研究油浸式變壓器內(nèi)微小的局部放電是否能產(chǎn)生氣泡，如果可以產(chǎn)生氣泡則產(chǎn)生氣泡的速率是多少得出變壓器內(nèi)析出氣泡速率與變壓器局放的具體關(guān)系，并與實際相結(jié)合使其能運用于實際生產(chǎn)過程，得出在運行狀態(tài)下，根據(jù)氣泡產(chǎn)生速率推算變壓器內(nèi)局放的大小，推算出氣泡是否能在變壓器高壓端積聚。本發(fā)明有益效果:可以驗證在實際運行的變壓器中，使局部放電量增加，在相同持續(xù)時間內(nèi)，可以產(chǎn)生更多的氣體。氣體的產(chǎn)量與局放大小成正比，局部放電量越大，產(chǎn)氣量就越多。


圖1是本發(fā)明電力線路連接圖。其中，AC—高壓電源；LDS_6數(shù)字式局部放電測試儀，Tl---HY-AC20-1型電動調(diào)壓器，T2YDT-5/50工頻試驗變壓器，C800PF耦合電容等，Cx 試品。圖2是氣體收集原理示意圖。圖3是試品結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。圖1是局部放電測量系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是氣體收集原理示意圖。圖3是本發(fā)明試品結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺，該實驗平臺包括局部放電測量系統(tǒng)和氣體收集系統(tǒng)；

所述局部放電測量系統(tǒng)包括AC-高壓電源(I)、電動調(diào)壓器(2)、工頻試驗變壓器
(3)、保護電阻(4)、耦合電容(5)、試品(6)、局部放電測量儀(7);所述氣體收集系統(tǒng)包括集氣量筒(8 );電動調(diào)壓器(2 )通過導(dǎo)線連接AC-高壓電源(I)，工頻試驗變壓器(3 )與電動調(diào)壓器(2)導(dǎo)線連接；通過工頻試驗變壓器(3)調(diào)節(jié)試品所加的電壓，工頻試驗變壓器引出導(dǎo)線與保護電阻(4)連接，保護電阻(4)防止電流過大損壞設(shè)備；保護電阻(4)引出導(dǎo)線，并聯(lián)耦合電容(5)與試品(6);耦合電容(5)通過導(dǎo)線再與局部放電測量儀(7)連接，試品(6)通過導(dǎo)氣管與集氣量筒(8)連接，集氣量筒(8)測量產(chǎn)生氣體體積；所述試品為裝有針板放電電極的玻璃容器，針板放電電極一端固定在容器頂部，一端固定在容器底部；容器頂端有一個圓口方便導(dǎo)出產(chǎn)生氣體。(試品結(jié)構(gòu)如圖3)一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系測量方法，該方法步驟為:1.確認變壓器，分壓電容以及實驗電極接地端可靠一點接地。2.向?qū)嶒炘嚻分凶⑷胱儔浩饔?，并將用于測量氣體的導(dǎo)管從旁邊的氣孔中插入，將接地棒從實驗儀器上移除后，用控制臺進行加壓。首先加至5kv觀察現(xiàn)象，確定氣泡的產(chǎn)氣量的大致范圍。3.將控制電源降壓關(guān)閉，并且對實驗儀器進行放電后，對產(chǎn)氣量進行讀書記錄。并對此事的局放圖進行保存截圖。以便進行后續(xù)計算。4.重復(fù)進行實驗，實驗電壓分別調(diào)至10kv、15kv、20kv進行實驗。進行數(shù)據(jù)計算，局放圖截圖。5.對實驗得到的數(shù)據(jù)進行處理分析，得出局部放電的放電量，幅值，能量和重復(fù)率等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)。得出局放量與產(chǎn)氣多少的關(guān)系。通過本發(fā)明實驗平臺設(shè)備和方法在5kv、10kv、15kv、20kv進行實驗,進行數(shù)據(jù)計算，對實驗得到的數(shù)據(jù)進行處理分析，得到某電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系為在變壓器油中，放電量越大，放電重復(fù)率也越大。變壓器油在相同時間內(nèi)產(chǎn)氣量也就越多。此外，在相同電壓等級與放電量下，產(chǎn)生氣體的速率與時間成線性關(guān)系，隨著時間的增加，氣體產(chǎn)量越來越多。同時這種現(xiàn)象也會加劇變壓器油內(nèi)放電。長時間的放電能產(chǎn)生氣體,而氣體產(chǎn)量隨時間增加，最終會導(dǎo)致變壓器故障。本發(fā)明通過模擬實際變壓器的運行情況，得出實際運行變壓器中，變壓器內(nèi)部局部放電與產(chǎn)氣速率的關(guān)系。從而根據(jù)產(chǎn)氣速率即可得知是否存在可以導(dǎo)致變壓器絕緣老化或是故障的局部放電，進而對變壓器的運行進行適當?shù)母倪M，并且可以提前預(yù)知變壓器故障的大概位置，節(jié)省變壓器檢修時間。
權(quán)利要求
1.一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺，其特征在于，該實驗平臺包括局部放電測量系統(tǒng)和氣體收集系統(tǒng)； 所述局部放電測量系統(tǒng)包括AC-高壓電源(I)、電動調(diào)壓器(2)、工頻試驗變壓器(3)、保護電阻(4)、耦合電容(5)、試品(6)、局部放電測量儀(7);所述氣體收集系統(tǒng)含有集氣量筒(8)； 電動調(diào)壓器(2)通過導(dǎo)線連接AC-高壓電源(1)，工頻試驗變壓器(3)與電動調(diào)壓器(2)導(dǎo)線連接；通過工頻試驗變壓器(3)調(diào)節(jié)試品所加的電壓，工頻試驗變壓器引出導(dǎo)線與保護電阻(4)連接，保護電阻(4)防止電流過大損壞設(shè)備；保護電阻(4)引出導(dǎo)線，并聯(lián)耦合電容(5)與試品(6);耦合電容(5)通過導(dǎo)線再與局部放電測量儀(7)連接，試品(6)通過導(dǎo)氣管與集氣量筒(8)連接，集氣量筒(8)測量產(chǎn)生氣體體積； 所述試品為裝有針板放電電極的玻璃容器，針板放電電極一端固定在容器頂部，一端固定在容器底部；容器頂端有一個圓口方便導(dǎo)出產(chǎn)生氣體。
2.一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系測量方法，其特征在于，該方法步驟為: (1)確認變壓器，分壓電容以及實驗電極接地端可靠接地； (2)向?qū)嶒炘嚻分凶⑷胱儔浩饔?，并將用于測量氣體的導(dǎo)管從旁邊的氣孔中插入，將接地棒從實驗儀器上移除后，用控制臺進行加壓；首先加至5kv觀察現(xiàn)象，確定氣泡的產(chǎn)氣量的大致范圍； (3)將控制電源降壓關(guān)閉，并且對實驗儀器進行放電后，對產(chǎn)氣量進行讀書記錄；并對此事的局放圖進行保存截圖，以便進行后續(xù)計算； (4)重復(fù)進行實驗，實驗電壓分別調(diào)至10kv、15kv、20kv進行實驗；進行數(shù)據(jù)計算，局放圖截圖； (5)對實驗得到的數(shù)據(jù)進行處理分析，得出局部放電的放電量，幅值，能量和重復(fù)率等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)；這樣，就得出局放量與產(chǎn)氣多少的關(guān)系。
全文摘要
一種電力變壓器局部放電與產(chǎn)氣速率關(guān)系研究實驗平臺及其測量方法，屬于電力設(shè)備檢修技術(shù)領(lǐng)域。實驗平臺局部放電測量系統(tǒng)含有試品(6)等；氣體收集系統(tǒng)含有集氣量筒(8)；試品(6)通過導(dǎo)氣管與集氣量筒(8)連接。所述試品為裝有針板放電電極的玻璃容器，針板放電電極一端固定在容器頂部，一端固定在容器底部；容器頂端有一個圓口方便導(dǎo)出產(chǎn)生氣體。確認變壓器，分壓電容以及實驗電極接地端可靠接地；向?qū)嶒炘嚻分凶⑷胱儔浩饔?；控制電源，重?fù)進行實驗，進行數(shù)據(jù)計算，局放圖截圖。本發(fā)明通過模擬實際變壓器的運行情況，得出實際運行變壓器中內(nèi)部局部放電與產(chǎn)氣速率的關(guān)系。本發(fā)明可以提前預(yù)知變壓器故障的大概位置，節(jié)省變壓器檢修時間。
文檔編號G01R31/12GK103091608SQ20131000494
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者鄭重, 郭亮, 劉少宇, 盧毅, 謝麗芳 申請人:華北電力大學, 華北電力科學研究院有限責任公司