局放监测

局放监测（通用5篇）

局放监测 篇1

套管是变压器的重要部件之一, 因其结构的复杂性、紧凑性, 会受到设计缺陷、安装工艺、运行工况及环境因素的影响产生局部过热、接触不良、放电, 甚至导致套管炸裂、损毁等[1,2,3,4,5,6,7]。这些故障前期都会出现局部放电现象, 所以及时发现局部放电现象, 确定放电部位并排除缺陷是避免发生套管绝缘故障的有效措施。传统的测量方法因测试安全可靠性低、抗干扰能力差等, 使在线检测有较大局限性。所以, 近年来一些学者采用阈值法、相关系数法、能量累计法等时延分析方法[8,9,10,11,12], 对基于特高频信号的局部放电进行分析, 并得到了不同程度的应用, 但涉及套管局放检测和定位的研究较少。

本文结合套管典型缺陷类型进行了仿真计算和实体放电模型的验证, 获得了不同模型下的局放特高频信号, 提出了适合套管局放的时延分析方法, 通过天线阵列采集局放信号, 对套管产生的特高频信号进行检测及定位, 并在现场进行了实际测试和应用, 为保证变电站和电网的安全可靠运行提供了保障。

1 套管局部放电UHF信号传播特征

1.1 自由空间电磁波传播理论

局部放电通道由时间宽度为纳秒级别的脉冲电流产生, 并向外辐射电磁波。局部放电通道的直径和长度极小, 通常是毫米级别, 远小于UHF电磁波的波长 (λ) 。因此, 局部放电的电磁辐射可以用短电偶极子电磁辐射理论来解释。

短电偶极子是一根长度 (l) 极小的短线天线, 有l ≫λ, 如图1所示。

在图1球坐标系下, 假定流经短电偶极子的电流I=I0ejωt, 根据麦克斯韦方程可得出短电偶极子的电磁场共有3个分量Er、Eθ、HΦ, 而分量Er、Eθ、HΦ处处为零。3个分量的表达式为

可见, 电场强度和磁场强度均随着离开场源的距离r的增加而减小, 但是各项的减小程度不同。当kr ≫1时, 场点P组成的区域称为远区。在远区内, Er≈0, 只有2个有效的场分量Eθ和HΦ, 其表达式可简化为

变压器油单一介质中距离与频率的关系如表1所示。

对于特高频 (300~3000 MHz) 电磁信号的检测范围而言, 只要试品距传感器1.6 m之外均可认为试品处于电磁波传播的远场范围, 其传播规律遵循信号幅值随距离成反比的衰减规律。

1.2 套管末屏接触不良放电电磁波传播仿真

采用有限时域差分法 (FDTD) 计算电磁波在套管本体中的传播路径和规律。不同缺陷情况电磁波传播路径不同, 最终都会被特高频天线检测到。以套管末屏接触不良典型缺陷为例, 得到的局部放电电磁波传播仿真结果如图2所示。

从图2仿真过程可以看出, 不同时刻末屏处的放电无法通过防护罩直接传播到外部空间, 而是通过末屏接线柱小套管进入套管油道, 进而向两端传播;末屏处的电磁波信号沿油道向上传播时, 会从末屏上方的瓷套处泄漏出去, 进而向周围空间传播;电磁波传播至电容芯子两端时, 分别会绕射进入电容芯子内部继续传播。总之, 油箱中电磁波的传播速度较慢, 传播距离会落后于外部空间。

1.3 典型缺陷位置的传播试验

以套管末屏接触不良电磁波传播过程试验验证为例, 通过考察到不同位置传感器的时延来判别信号辐射位置。将3个传感器以套管为中心水平等间距放置, 测得仿真结果如图3所示。

从图3可以看到, 中间传感器 (2号传感器) 分别领先两侧传感器 (1、3号传感器) 1.5 ns和2.0 ns左右, 说明信号辐射位置在3个传感器中垂线略偏1号传感器上, 即套管中垂线偏末屏位置。同理, 调整传感器高度位置, 可以在垂直方向上确定放电位置。

2 套管典型缺陷局部放电特高频信号分析

不同缺陷类型的放电特征不同, 因此为识别放电类型及部位提供了依据。现以套管顶部接触不良缺陷为例, 进行局部放电特高频信号时域分析、频域分析和相位谱图分析, 其波形如图4所示。

通过图4可以发现:在时域方面, 波形等效时长16 ns, 首波上升时间0.1 ns, 波形上升时间0.6 ns, 波形下降时间0.2 ns, 峰值0.04 V;频域方面, 套管顶部接触不良的频谱比较平均, 主要集中在0.6~1.8 GHz左右, 平均等效频宽为1.53 GHz, 信号频域比较丰富, 高频成分较多;相位谱图分析方面, 局部放电量约为800 p C, 主要分布在90°和270°附近, 一、三象限, 谱图基本符合空气中悬浮放电的特征。

对套管典型的局部放电缺陷模型进行检测、分析, 根据计算得到的等效时长和等效频宽信息, 绘制出顶部悬浮放电、末屛放电、油中悬浮放电和下瓷套沿面放电4个典型放电模型的TF谱图, 如图5所示。

从图5可以看到, 4种放电信号具有不同的时频特征, 在TF谱图中有着显著的区别, 因此可以作为信号聚类和分离的依据。

3 现场测试结果

以庆北变电站现场实测为例验证实际定位效果。为屏蔽现场通信的干扰, 检测频带选择1~1.5 GHz。

现场实测时, 在变压器附近架设多通道特高频测量设备, 反复调整示波器触发阈值, 寻找疑似局部放电阵列信号。在确定局放信号基本特征后, 根据特高频信号到达时间先后进行特高频信号源测向, 确定主变附近特高频信号的来源方向及进行定位。

在2号主变正前方定位天线阵列接收到的一组特高频信号波形, 如图6所示, 疑似放电信号, 而天线阵列的中垂线正对2号主变110 k V中性点接地刀闸。

将四通道定位阵列布置在接地刀闸附近, 定位结果如表2所示。

由表2可知, 放电位置位于接地刀闸支柱顶部。

cm

4 结论

1) 针对套管典型缺陷开展了特高频信号传播过程仿真, 验证了与理论衰减特性的一致性。

2) 分析研究了套管不同部位局部放电特高频信号的传播特征, 套管不同部位的局放, 特高频信号因传播路径不同, 其波形有不同的形态特征。

3) 通过变电站的现场实测, 发现了多处不同程度不同设备的局放信号, 并进行了精确地定位, 不仅验证方法有效性还累积了大量现场实测定位经验。

4) 采用特高频方法对套管局部放电现象进行检测与定位, 解决了高压套管在线监测面临的安全可靠性低、抗干扰能力差等问题, 实现了对放电源进行简单、快速、准确的定位。

摘要：为解决依靠例行和诊断性试验来评估变压器套管的绝缘状态, 难以及时发现运行中套管的潜在故障和现有的套管局部放电测量通过末屏引出信号安全性差, 且易受干扰的问题, 提出了基于特高频信号的套管局部放电带电检测与时间差定位方法。阐明了特高频定位方法的基本原理, 并进行了仿真计算及套管实体缺陷模型局放特性比对与定位, 且通过现场对在运变压器套管进行测试, 结果表明, 该方法可以辨识出套管局部放电缺陷类型及放电部位。

关键词：套管,特高频,局部放电,方向定位

局放监测 篇2

GIS设备是保证电网正常运行的重要环节, GIS设备等具有运行可靠性高、维护方便等得到广泛地应用, 在我国, GIS的绝缘状态主要通过定期进行预防性试验来诊断, 以确定设备可否继续投运。但是, 传统的定期停电进行预防性试验的做法不仅不能满足电网高可靠性的要求, 在测试期间断电会间接带来许多经济损失, 且不能真实反映设备在带电运行状态下的绝缘状态, 不易发现设备在运行状态下绝缘缺陷。

GIS局部放电在线监测和带电检测多用超高频法。用超高频法检测GIS局部放电时, 悬浮电位体放电, 绝缘件内部内部气隙放电, 沿面放电, 金属尖端放电, 都与工频相位具有高度相关性。分析GIS设备的局部放电, 必须使用稳定可靠的GIS设备的工频相位信号。

目前, GIS局部放电检测系统工频相位均为直接从电压互感器PT等直接取电, 这样给二次系统带来了潜在的安全隐患, 同时当该二次设备维修、替换时, 又有可能影响局部放电检测系统的正常工作。

为了解决上述不足, 提出了一种GIS局放在线监测用工频相位传感器, 该传感器上设有感应天线, 通过天线探测并接收GIS分相高压带电体频率为50Hz的工频信号, 经滤波调理、积分放大后输出给GIS局放监测系统使用。

二、工频相位传感器的设计

工频相位传感器用于电力系统GIS绝缘状态检测领域, 用于产生局部放电分析用工频相位信号, 其安装在GIS分相盆式绝缘子外部, 用非接触特制天线接收提取GIS一次设备的工频相位信号, 和GIS一次和二次设备均没有直接的电气联系, 应用于GIS制造、安装和运行维护等场合。

2.1 传感器的构成

GIS局放在线监测用工频相位传感器的结构原理图如图1所示, 工频相位传感器上设有天线, 天线探测并接收频率在50Hz的GIS分相高压带电体的工频信号, 将接收到的信号通过电感、电容无源低通滤波网络滤除高频杂波, 再通过3个积分放大模块分别对信号进行放大处理, 最后通过输出模块输出电平在±1~5V之间。其中第二个积分放大模块还设有自动增益控制模块, 对信号进行控制, 使其不因为信号过大而失真, 同时起到稳定信号的作用。其中的低通滤波器 (Low-pass Filter, LPF) 是一种能够顺利传播低频率并且会对比近路频率高的频率进行消弱或降低的滤波器。由于这个原因, 其有时候被称为高频消弱过滤器。

2.2 传感器的工艺结构

GIS局放在线监测用工频相位传感器主要有绝缘介质板, 天线板, 信号处理板和金属屏蔽外壳构成, 以此由下往上固定在屏蔽外壳中, 介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口处。传感器工艺结构如图2所示。

传感器采用一体化设计, 采用铸造金属外壳, 很好地屏蔽掉各种射频干扰信号, 使传感器输出具有最大的信噪比。

2.3 传感器的使用

如图3所示的GIS局放在线监测系统, 该监测系统由多个GIS局放在线监测用特高频对数传感器和GIS局放在线监测用工频相位传感器, 数据采集卡, 工控机, 服务器和显示模块构成。传感器获取到放电信号和工频信号后, 传输给数据采集卡, 数据采集卡采集后通过工控机传输给数据服务器。数据服务器存储数据后, 通过监测显示软件显示监测结果。

其中一般一套系统1只工频相位传感器提取A、B、C其中任一相即可。同时提取A、B、C三相需要3只工频相位传感器。

三、性能实验

根据上述工艺原理制作的工频相位传感器在实验室和变电站现场的GIS都进行了实验, 都取得了理想的效果。

在实验室中, 根据无线感应的原理, 将工频相位传感器放在接有市电的导线边上, 对传感器输出的信号连接到示波器上, 同时将市电信号连接到另外通道的示波器上, 两个信号的相位, 频率基本一致。效果如图4所示。

在天津红旗路现场的220KV GIS上安装了工频相位传感器, 现场安装照片如图5所示, 工频相位传感器的输出信号经过采样后, 送到监控中心进行显示处理, 图6显示了现场的运行截图, 可以看出, 能够较好地反应实际的工频信号。

四、结论

设计了一种GIS局部放电在线监测用工频相位传感器, 采用无线感应的原理, 采用专用的工频感应天线和信号处理模块, 给出了设计的工艺原理, 设计的传感器在实验室和变电站现场经过实际试验, 传感器可以较好地感应出工频信号, 频率相位一致性好, 在GIS局放监测领域有较大的推广价值。

摘要：设计了一种GIS局部放电在线监测用工频相位传感器, 采用无线感应的原理, 设计了专用的工频感应天线和信号处理模块, 并给出了设计的工艺原理。设计的传感器在实验室和变电站现场经过试验, 可以较好地感应出工频信号, 频率相位一致性好。

关键词：GIS,局放监测,工频相位传感器

参考文献

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电缆局放试验运转车技术改造 篇3

驱动电缆盘转动的动力系统, 原设计由电机通过三角皮带驱动蜗轮蜗杆减速器 (图1) , 减速器输出轴端的齿轮驱动托辊轴端的齿轮, 使主动托辊转动, 电缆盘在两个托辊上跟随转动。

实际使用中经常出现启动阻力大, 皮带打滑, 电缆盘转动困难现象。由于启动困难, 传动效率低, 减速器选型不合理, 每隔6～8个月, 就发生一次减速器箱体破裂事故。造成停机待修, 影响出厂检验。

为彻底解决这个问题, 对传动系统进行改进, 仍然使用原来的电机 (型号Y90L-6) , 传动方案如图2所示。为了能提高传动效率, 将原减速器换为行星摆线针轮减速器, 型号是BW22, 因为电缆盘转动速度没有严格要求, 为了增大扭矩, 将传动比加大到71, 原传动比为56。为了解决启动困难问题, 选用限矩型液力耦合器作为电机与减速器之间的连接装置, 型号为DHJ-220, 实现软启动功能, 防止硬启动时阻力过大, 造成电机过载。由减速器输出轴端通过齿链式联轴器驱动主动托辊转动。

OWTS局放测试系统的模型研究 篇4

振荡波电压测试系统 (OWTS, Oscillating Wave Test System) 是应用效果较好的一种用于电力电缆局部放电检测和定位的技术。振荡波电压与交流电源等效性好, 局部放电行为相似, 可有效检测电力电缆的局放缺陷。该系统作用时间短, 不会对电缆造成损伤, 是进行电力电缆竣工或维修后的交接试验的较理想的实验方法[1,2]。系统操作简便, 方便携带运输, 较适合于现场试验, 应用前景广阔[3]。

本文针对国际上对于振荡波电压测试系统波形的一般技术指标, 根据局部放电的物理过程, 利用MATLAB/Simulink对OWTS局放测试系统的模型进行深入研究, 仿真试验结果验证了OWTS局放测试系统的有效性。

1 振荡波电压局放测量主回路

振荡波电压测试系统回路如图1所示。检测系统由直流充电单元和局放检测单元组成。试验在电缆停电时进行, 检测时首先由直流电源对试品电容充电, 充电到目标电压后闭合IGBT高压开关, 被测电缆电容与空心电感发生谐振, 在被测电缆端产生阻尼振荡电压。

振荡波电压测试系统的工作过程等效于一个RLC串联的二阶振荡电路。其充电的过程等效于该二阶振荡电路的零状态响应, 放电过程等效于该二阶振荡电路的零输入响应。

设计振荡波电压测试系统首先应确定测试对象电缆的电容区间, 然后根据符合振荡波测试等效性要求的频率范围来确定电路中空心电感的大小, 最后根据振荡波电压测试系统的衰减条件确定电路中阻尼电阻的大小[4]。

2 基于Simulink的OWTS主回路仿真模型

本文基于MATLAB/Simulink公共模块库和电力系统专业模块库搭建OWTS振荡波电压局放测试模型。目前, 国际上对振荡波电压测试系统波形的一般技术指标为:

(1) 充电时间不大于3 s;

(2) 振荡频率为50~1 000 Hz;

(3) 电压持续时间为300~1 000 ms;

(4) 电压波形前3个振荡波形的衰减速度小于10%[5]108。

本系统将直流高压电源的输出设计为10 k V-40 k V可调, 仿真时电压整定值40 k V, 充电时间设定为2 s。振荡波电压频率与交流电压频率越接近时, 振荡波电压测试系统局放检测越灵敏[6]。本文采用f0=200 Hz, 取电缆电容值为1μF。由振荡原理易知, 电路振荡的衰减包络线是按指数衰减的, 电路振荡频率f0和包络线衰减常数α分别为[7]:

由此计算可得空心电感值L=0.63 H。试验振荡波要求在较短的时间内可以衰减到零, 同时要求试验过程的衰减过程不能过快, 否则就不能模拟正常工况下的耐压状况[5]109。由式 (2) , 本文采用的阻尼电阻R=6Ω, 此阻尼电阻就是电感导线电阻。所以预期包络线衰减指数函数为:

其中α=R/ (2L) =6/ (2×0.63) =4.76。各参数确定后, 对其合理性进行仿真分析, 仿真结果如图2所示。

图2 (a) 中, 曲线1为该系统产生的振荡波形, 曲线2为该振荡波形的包络线, 曲线3为预期包络线衰减指数函数 (3) 式的函数图。图2 (b) 为该振荡波形的前三周波。可以看到, 该振荡波形的周期T=0.005 s, 即频率f0=200Hz。并且, 波形在1 s内基本衰减至零。其开始的3个周波由40 k V降至37.08 k V, 降低7.3%, 小于10%。曲线2, 3相对误差约为0.3%, 几乎完全重合。因此, 该模型设计满足要求, 这为之后设计局放测试系统模型树立了信心。

3 OWTS气隙局放模型

绝缘材料内部气隙是造成电力设备局部放电的主要原因之一[8]1。固体绝缘内部单气隙局部放电的物理模型如图3所示。图3中, c代表气隙, b是与气隙串联的部分, a是气隙两侧的固体绝缘。当振荡波电压施加于固体绝缘体两端的电极上, 随着外加电压升高, 气隙上的瞬时电压将达到气隙的击穿电压, 气隙发生放电。当作用于气隙两端的电压低于气隙的维持电压时, 放电停止, 因此, 局部放电电流波形表现为脉冲电流性质。

通常将单气隙局部放电过程等效为如图4所示等效电路形式。Ca与Cb分别对应图3物理模型中a区域与b区域的等效电容, Ra为气隙两侧的固体绝缘介质的电阻, Rb为与气隙串联介质的电阻。Cc为气隙等效电容, Rc为气隙等效电阻, Rc’为气隙放电电阻。S为放电开关。当气隙两端的电压达到气隙的击穿电压时, 开关S闭合, 开始放电;当气隙两端电压低于气隙的维持电压时, 开关S断开, 放电停止。

为了简化模型, 本文将试品中所有的气隙合成一个底面半径r=1 mm, 高h=7 mm的圆柱体单个大气隙, 气隙内气压p=1×105Pz。气隙击穿场强Ei为[9]:

(4) 式中p为气隙气压, r为气隙半径。因此可以得出Ei=4.05×106V/m。当不考虑气隙两端边缘效应时, 气隙的起始放电电压Ui=Ei×h=28.37 k V, 气隙的放电熄灭电压U1=Ui/1.304=21.76 k V。由图4搭建了如图5所示的基于OWTS气隙局放模型的MATLAB/Simulink仿真电路[10]。

图5中作者设计的封装模块Subsystem实现气隙的放电过程。其原理为:首先使用电压测量器测量气隙两端电压, 接着使用Abs模块求取该电压的绝对值, 该绝对值通过继电器 (Relay) 模块控制气隙的充放电。气隙放电过程的放电电压仿真结果如图6 (a) 所示, 曲线1为气隙两端施加的振荡电压波形, 曲线2为气隙上的电压波形。可以看到, 气隙放电发生在外加振荡波电压绝对值上升至气隙的击穿电压时, 大约在第一象限的45°~90°和第三象限的225°~270°之间, 在第二和第四象限几乎没有放电发生。特别注意的是, 由于空心电感器与被测电缆构成的串联谐振回路所产生振荡波电压的能量是逐渐减小的, 而且每一次局部放电的发生都会消耗振荡波的能量, 当局部放电发生时, 以第一次放电最为剧烈, 之后的放电次数会减少。由于局放引起回路参数变化, 致使气隙上的电压波形相位移动。图6 (b) 是仿真得到的单次放电波形。电流幅值约为270 m A, 上升沿12 ns, 放电脉冲宽度 (峰值的一半) 为480 ns。

4 OWTS局放测量回路模型

4.1 脉冲电流直测法

局部放电测量方法分为电测法和非电测法两大类。目前, 电测法已广泛用于局部放电的定量测量, 其中应用较多是脉冲电流法。脉冲电流法的基本原理是当试品产生一次局部放电, 其两端就会产生一个瞬时的电压变化ΔU, 此时在被测试品、耦合电容和检测阻抗组成的回路中会产生一脉冲电流。脉冲电流经过检测阻抗会在其两端产生一脉冲电压Δum (t) , 将此脉冲电压进行采集、放大、显示等处理, 就可测定局部放电的一些基本量, 尤其是视在放电量q (p C) [8]5。

脉冲电流法的基本测试回路分为直测法和平衡法两种。本文采用直测法, 即直接测量局部放电所产生的脉冲电流在检测阻抗两端响应的脉冲电压。检测阻抗, 也称为输入单元, 其主要作用是取得局部放电所产生的高频脉冲信号, 并抑制试验电压的工频及其谐波的低频信号。图5中Ck (p F) 为耦合电容器, Zm为检测阻抗。检测阻抗会在其两端产生一脉冲电压Δum (t) , 其幅值ΔUm与放电量q成正比[8]55。

本文选取耦合电容Ck=10 000 p F, 设计了两组检测阻抗Zm1、Zm2。Zm1为RL型检测阻抗, 取Rm1=470Ω, Lm1=1 m H。Zm2为RCL型检测阻抗, 取Rm2=500Ω, Cm2=2 n F, Lm2=2 m H。

检测阻抗的每个脉冲与绝缘内部局放放电脉冲一一对应, 符合理论的预期效果。图7 (a) 是局放发生时检测阻抗Zm1上截取的单次脉冲电压波形, 其幅值约为11.3 m V, 脉冲持续时间 (衰减至零) 约为27μs。图7 (b) 是局放发生时检测阻抗Zm2上截取的单次脉冲电压波形, 其幅值约为9.4 m V, 脉冲持续时间 (衰减至零) 约为41μs。

4.2 系统校正过程

OWTS局放测试系统模型测量中测试仪器上显示的放电脉冲幅值, 需要通过放电量的校正才能确定其代表多大的放电量。OWTS局放测试系统的定量校正是根据视在放电电荷的定义, 试品Cx上产生了局部放电, 可以用幅值为U0的方波电压源串联小电容C0组成人工模拟支路并将产生的放电量q0注入Cx两端, 在满足时, 此注入的电荷量为q0=U0C0。这时在局部放电检测仪器上显示的放电脉冲幅值为H0。则放电量的分度系数为:

经过校正后, 应保持OWTS局放测试系统的连接回路不变, 即保持放电量的分度系数K0不变, 去掉校正用的人工模拟支路后, 对试品按照试验规程施加试验电压。当局部放电发生时, 局部放电检测仪器上显示的放电脉冲幅值为H。于是测得试品的视在放电量为[8]85:

本文搭建的系统校正模型如图8所示, 由方波脉冲发生器控制受控电压源输出方波电压, 取注入电容C0=20 p F。校正过程中, 选择与OWTS局放测量回路模型相对应的耦合电容和检测阻抗进行仿真试验。

现取U0=200 m V, 分别对检测阻抗Zm1、Zm2进行校正, 得到试验检测阻抗Zm1、Zm2校正过程的单次脉冲波形如图9 (a) 、 (b) 所示。通过多次改变U0的值, 绘制出如图10所示放电量的分度系数图, 其中K1, K2分别对应检测阻抗Zm1、Zm2的校正试验过程。通过计算可以得出检测阻抗Zm1上测得放电量为q1=11 300 p C, 检测阻抗Zm2上测得放电量为q2=11 280 p C, 两者相对误差为0.18%。

5 结束语

本文在振荡波电压测试系统理论分析的基础上, 设计了OWTS局放测试系统的MATLAB/Simulink模型。该模型验证了振荡波电压测试系统在局放测量方面的有效性和可行性。在振荡波上实现了局部放电测量过程的仿真, 并进行放电量校正仿真分析, 方便快捷地测得局放的视在放电量。通过全系统的功能仿真, 得到了仿真效果较好的系统性试验方案, 对振荡波电压测试系统的硬件制作和局放测量程序的研发有一定的参考价值。

摘要：振荡波电压测试系统 (OWTS) 是应用效果较好的一种用于电力电缆局部放电检测和定位的技术。在振荡波电压测试系统理论分析的基础上, 设计了OWTS局放测试系统的MATLAB/Simulink模型。根据单气隙局部放电的物理模型, 实现了振荡波局部放电测量过程的仿真, 也就是从校正到测得局部放电视在放电量的过程。OWTS局部放电测量过程的仿真研究, 对振荡波电压测试系统局放测量程序的研发有一定的参考价值。

关键词：OWTS,局部放电,三电容模型,放电量校正,MATLAB/Simulink仿真

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局放监测 篇5

1 原因分析

从历史数据和近期数据看,A相局放大多数应来自母线或软连接处(靠近耦合器安装位置),基于这部分放电都会被系统归到《Machine PD》。因此应该在下次检修时检查确认3#机的delay time,如果由于delay time误差,可能会将封闭母线上的部分局放归到系统侧,造成发电机侧数据误读;同时在方便时降低氢气压力到40 kPa以下观察PD的变化趋势,并记录当时的各项运行参数;方便时建议用TGA-BP(便携仪器)去检测会更准确。另外,以前机组出线箱发生故障(A,C相短路故障),主机厂单位做了部分套管和封母的更换后电科院应做过一些离线的试验,是否当时的试验数据也不是很好也是需要关注的问题。

现场调阅局部放电监测装置相关测试数据,发现A相放电呈现时有时无的现象,且与2014年事故前数据相比,放电幅值相对较小,放电次数也较少,且不符合发电机定子绝缘材料放电不可逆的规律,据此我们可推断放电应集中在定子外部且与空气接触的某一点。另外,也不能排除装置本身存在问题的可能性,将采用同类设备进行复测,以排除装置本身存在问题的可能性。根据以上分析,我们认为3#发电机目前的情况还没有必要为此停机检查,但要持续跟踪监测,注意发展趋势。如无其它异常,在正常检修时重点检查发电机出线箱(发电机出口与母线软连接所在空间)即可。

现场环境检查要排除没有漏水漏氢等问题。以发电机厂试验经验来看,发生局部放电到绝缘击穿会是一个很长时间的过程,而且局放击穿时局放数据通常会达到正常时的几十倍,就目前此台发电机情况看,局放最大数据也只有正常时的8倍左右,不具备放点击穿的条件。如果局放设备提供的数据正确可靠的话,机组可以运行。10月份完成的检修中#3发电机直流耐压试验合格,发电机端部,出线罩,封闭母线也进行了清扫检查。最近对出线套管处的检查也没有发现有污染现象。结合发电机厂和局放厂家给出的意见,一致认可#3发电机组可以继续运行,但要密切关注局放数据的变化情况。

针对以上问题,技术人员已采取了降低发电机定子冷却水温度,调整氢气干燥程度,更换封闭母线微正压装置过滤器等手段,尽量改善发电机内部及封闭母线的环境条件,抑制局部放电增长。发电部门尽快按照局放厂家给出建议提高氢气压力40kP,观察数据变化。设备部向局放厂家提供最新的局放数据和发电机相关运行参数,以便局放厂家给出更准确放电位置判断;认真分析局放数据变化与设备运行工况和周边环境变化是否存在影响;联系相关设备厂家确定检修所需备品备件及专用工具是否齐全。全体生产人员做好局放情况进一步恶化的思想准备,做好事故预想,制定相关事故应急预案和应急措施。

2 解决方案

检修期,对3号发电机及出口附属设备进行全面检查,重点是发电机出线箱、封闭母线以及在线局放装置等处。

检修时进行发电机直流耐压、发电机电晕等试验,如试验结果未见异常则进行发电机抽转子,进行扩大性检查。

对发电机需要进行的试验项目和耐压试验的电压值,应考虑全面且慎重选择。

如需拆装转子,对风险必须进行评估和周详的安排。

发电机检修所用专用工具及材料,提前与相关专业单位进行沟通解决。

3 经验总结

局放水平作为发电机的关键数据,在日常运行维护的过程中要加大关注。积极摸索如何保证电气高压设备长期可靠运行的生产管理手段。对于GIS站外移至主厂区外,电气主接线方式复杂、设备较多,220k V接线方式为双母双分段,GIS间隔较多(24个)。加大GIS设备精密点检力度,缩短巡视周期,增加红外成像测温的频次;督促设备生产厂家进行公司同期其它GIS设备生产工序、工艺的质量控制追溯,提前进行预控。

参考文献

[1]魏建巍,赵树虹,田博文.一起罐式断路器局放异常原因分析[J].黑龙江科技信息,2014.

[2]纪经涛.220k V GIS设备局放异常分析与处理[J].中国高新技术企业,2014.