变压器局放试验的套管内部故障判断方法

技术领域

本发明属于变压器试验测试技术领域，具体涉及一种新的变压器局放试验的套管内部故障判断方法。

背景技术

随着电网的大力建设，变压器在电网中的作用尤为重要，变压器作为电网核心设备能否经济安全运行直接关系到电网的安全。变压器运行过程中要求具有良好的绝缘性能，变压器的局部放电(简称局放)试验是变压器绝缘判断的重要手段，因此变压器局放试验的故障判断尤为重要。

变压器在局部放电检测试验中产生局放的原因有多种：1、变压器在整个生产过程中由于净化程度不够可能存在异物；2、变压器中绝缘件无法浸透；3、变压器油中气泡或绝缘件中的封闭气穴；4、绝缘件存在质量问题等。

当变压器出现局放后，判断出现局放的原因及放电位置较为复杂，若不能准确分析判断，对故障的处理将会产生不利的影响。出现局放时一般通过其放电特性和其传递关系等手段进行判断，尽量准确判断其放电位置并作出处理方案。

变压器局放试验中，若套管内部出现局放应能够准确判断，当准确判断为套管局放问题时更换套管进行处理较为简单。若判断不准确，将套管局放问题当作变压器内部局放问题处理，将会大大增加处理难度和处理成本，并且还不能够消除局放故障。

现有的判断套管内部故障引起的局部放电的方法如下：

1、首先准确记录局放的起始熄灭电压，再通过更换分接或尾端支撑等方式改变电位，再次记录起始熄灭电压。通过起始熄灭电压的数值，判断故障是否位于端子首端。

2、若故障位于变压器端子首端，再通过观察故障端子放电相对其它变压器端子是否能观察到传递脉冲，一般认为套管内部局放故障不会传递至其它端子。

3、若其它端子收不到传递脉冲信号，才能怀疑是套管内部故障产生局放。

4、怀疑套管内部故障后进行方波传递比例观察，停电后将方波信号注入故障套管与其末屏之间，记录其它端子收到的信号量值并计算其比例。

5、再次送电观察局放是否符合上述比例关系，若复核通过则可断定为套管内部故障。

背景量：一般情况下进行局放试验前都要进行方波校准，校准完毕在不通电情况下局放测试仪各通道显示的数值称作背景量。

一般情况下各通道背景量不同，低压绕组连接加压系统背景量较大，铁芯夹件直接接地背景量同样较大，中压与高压相对来说背景量值不大(不同型号产品背景量值也不同)。

目前变压器局放试验的套管内部故障判断方法的弊端：当背景量值较大，若试验中其中一个端子放电量不大，按照试验前方波校正传递比例传递至其它端子的量值小于其端子的背景量值时很难判断是否有传递信号，从而影响判断是否为套管内部故障。举例说明：

传递比例(一台750kV自耦变)：

根据方波校正传递比例，若试品变压器的中压出现局部放电1000pC传递至高压为70pC，传递至低压为120pC，传递至铁芯夹件为510pC。此台试品变压器未送电加压前背景量值较大：高压21PC，中压30pC，低压45pC，铁芯夹件82PC。

此台试品变压器进行局部放电试验时中压出现120pC放电量，若放电出现在外部或变压器内部，根据传递比例关系传递至高压传递值应为8.4pC，传递至低压应为14.4pC，传递至铁芯夹件应为61.2pC。而此时背景量值分别为：高压21PC，中压30pC，低压45pC，铁芯夹件82PC，因为背景量值大于传递值，无法判断中压放电是否能够传递至其它端子。由于套管内部局部放电的主要特性不能够显现，所以不能确定是否为套管内部局部放电。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明根据套管内部局部放电的两大特性进行判断改进，提供一种变压器局放试验的套管内部故障判断方法。本发明所采用的技术方案如下：

变压器局放试验的套管内部故障判断方法，包括以下步骤：

步骤1、进行试品变压器局放试验前先进行方波校正，使局放测试仪显示的放电量值和注入的模拟放电量值相同，若试品变压器内部、外部或套管内部有局部放电时，将会在对应的局放测试仪通道上测量到局放信号的放电量值；

步骤2、在试品变压器的有局放信号的故障端子并联一个负荷电容，并在负荷电容的末端连接局放测量阻抗Zm，同时进行方波校正，使测量局放测量阻抗Zm的局放测试仪通道与测量故障端子的局放测试仪通道显示相同的放电量值，方波校正完毕后启动中间变压器向试品变压器施加电压进行局放试验；

步骤3、如果测量局放测量阻抗Zm的局放测试仪通道测量到的放电量值小于测量故障端子的局放测试仪通道测量到的放电量值的一半及一半以上时，则确定局放故障位于套管内部。

本发明的有益效果：

1、解决了因局放背景量值大于传递量值时，无法判断是否为套管内部局放故障的问题。

2、试验方法简单易行，只要在故障端子并联一电压等级及电容量合适的负荷电容即可，传递比为1：1判断更为简便，且相对以前的方法观察更为明显。

附图说明

图1是本发明实施例的套管内部故障判断方法的原理示意图；

图2是本发明实施例的局放测量等效原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，是本发明实施例的变压器局放试验的套管内部故障判断方法的原理示意图。图1中，左侧的中间变压器中，a表示中间变压器低压a相端子，b表示中间变压器低压b相端子，c表示中间变压器低压c相端子，A表示中间变压器高压A相端子，B表示中间变压器高压B相端子，C表示中间变压器高压C相端子，图中右侧的试品变压器中，A’表示试品变压器高压端子，Am表示试品变压器中压端子，Xm表示试品变压器中性点端子，a’表示试品变压器低压首端端子，x表示试品变压器低压尾端端子，Zm表示局放测量阻抗，AC表示局放试验励磁电源。

变压器局放试验的套管内部故障判断方法，包括以下步骤：

步骤1、进行试品变压器局放试验前先进行方波校正，即模拟一个1000pC放电信号，分别注入试品变压器的高压--地、中压--地、低压--地、铁芯夹件--地，校正局放测试仪增益，使局放测试仪显示的放电量值和注入的模拟放电量值相同，即1000pC。若试品变压器内部、外部或套管内部有局部放电时，将会在对应的局放测试仪通道上测量到一定的局放信号的放电量值。

步骤2、在试品变压器的有局放信号的端子并联一个电容量合适的负荷电容(比如1000pF左右，与套管电容量量值偏差不宜过大)，并在负荷电容的末端连接局放测量阻抗Zm(与试品变压器高压端子A’、中压端子Am、低压首端端子a’的测量阻抗相同，选择局放测试仪第5通道测量负荷电容的局放信号的放电量值)，同时进行方波校正。局放测试仪有多个测量通道，选择其中的四个测量通道：第1、第2、第3和第4通道分别测量试品变压器高压端子A’、试品变压器中压端子Am、试品变压器低压首端端子a’和铁芯夹件的局放信号的放电量值。因此，当试品变压器出现局部放电时，通过局放测试仪能够直观观测到，假设监测到试品变压器中压端子Am有局部放电信号，在试品变压器中压端子Am与地之间注入1000pC放电信号，校正局放测试仪增益，使局放测试仪第5通道与试品变压器中压端子Am的第2通道的显示相同、同为1000pC，方波校正完毕后启动中间变压器向试品变压器施加电压进行局放试验。

步骤3、测量试品变压器中压端子Am的局放测试仪第2通道与测量负荷电容的局放测试仪第5通道同时显示1000pC，因此试品变压器中压端子Am与负荷电容传递比例为1：1。若局放故障位于变压器内部或外部时，试品变压器中压端子Am(故障端子)出现局放时负荷电容同样能够检测到基本相同量值的放电；若故障位于套管内部时，试品变压器中压端子Am检测到的放电量值较大而负荷电容只能检测到很小放电量或无法检测到放电，测量试品变压器中压端子Am的局放测试仪第2通道显示120pC，测量负荷电容的局放测试仪第5通道显示25pC(变压器不施加电压，局放测试仪第5通道就显示25pC，可以认为负荷电容监测到的放电量和可能比25pC还小)。即使套管内部故障的局放信号的放电量值很低，也可以明显观察其量值存在较大差距。

图1中，通过将负荷电容与试品变压器中压端子Am连接在一起即为同一部位，方波校正时同时显示1000pC即为1：1。

故障位于套管内部时，负荷电容只能检测到很小放电量或无法检测到放电，通过局放测量原理图2进行说明，图2中，Cx表示变压器等效电容，Ck表示套管电容，Cf表示负荷电容，Zm表示局放测量阻抗。

试品变压器中压入口电容Cx＝26400pF，中压套管电容量607pF，负荷电容电容量1000pF。当试品变压器Cx内产生放电Qx为1000pC时，通过公式U＝Q/C可得Cx两端产生脉冲电压ΔUx＝Qx/Cx＝1000pC/264000uF，Ck、Cf两端脉冲电压也为ΔUx，因此Ck检测到的放电为Qk＝QxCk/Cx＝0.023Qx＝23pC，Cf检测到的放电为Qf＝QxCf/Cx＝0.0379Qx＝37.8pC。但在方波校正时，局放测试仪的第2通道和第5通道都显示1000pC，因此第2通道(试品变压器中压端子Am检测通道)将放电量放大43.5倍，即将套管内部局部放电显示放大43.5倍，将局放测试仪的第5通道(负荷电容检测通道)放大26.4倍。因此，若试品变压器中压端子Am与地电位之间产生放电，即在第2通道和第5通道检测到相同的放电量。

若试品变压器中压端子Am套管内部放电量为50pC时，将在局放测试仪的第2通道(中压Am检测通道)显示50×43.5＝2175pC，将在局放测试仪的第5通道(负荷电容检测通道)显示Qf＝QkCf/Ck＝1.647×50＝82pC，因此差别很明显，很容易判断故障在套管内部。

若传递比为1：1，那么负荷电容监测到放电量值小于其套管内部故障显示量值的一半即可认为差距很大，便可确定故障位于套管内部。

Zm为局放测量阻抗，局放测量方法为脉冲电流法，当局放产生的脉冲电流流过测量阻抗时将在局放测量阻抗Zm两端产生脉冲电压，所以局放测试仪便能检测到局放信号。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。