BBYQ-5000PD變壓器局放在線監(jiān)測系統(tǒng)
1、概述
變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備之一,其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定,一旦發(fā)生故障,
不僅會引起大規(guī)模停電帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至可能發(fā)生爆炸和起火,造成人員傷亡。
我公司針對變壓器設(shè)備開發(fā)了變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)。
該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器局部放電等重
要技術(shù)指標(biāo),及時(shí)地采集故障前兆信息,通過專家診斷系統(tǒng),綜合判斷變壓器可能存在的隱患,提前預(yù)警,
避免造成重大事故,減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。
2、監(jiān)測意義
油浸式紙變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中的某些部位受到了過高的電場強(qiáng)度作用會發(fā)生局部放電,例如,匝絕緣的導(dǎo)
線表面有尖角、毛刺,或者油箱及某些金屬結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)尖角等。此外,線匝間、線匝與墊塊接觸處,均存在
“楔形”油隙,其擊穿強(qiáng)度較低,在工藝上對這些部位處理不當(dāng),也會產(chǎn)生局部放電。故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:
變壓器絕緣故障常常起源于局部放電造成的油紙絕緣老化。局部放電對變壓器絕緣系統(tǒng)的影響通常表現(xiàn)為以
下幾個(gè)方面:
1)局部放電過程中產(chǎn)生的帶電粒子(電子、離子等)沖擊絕緣,破壞其分子結(jié)構(gòu),如使纖維斷裂,絕緣
受到損傷。
2)由于帶電粒子的撞擊作用,使該處絕緣出現(xiàn)局部溫度升高,從而易引起絕緣的過熱,嚴(yán)重時(shí)就會出現(xiàn)
炭化。
3)局部放電產(chǎn)生的臭氧(03)及氮的氧化物(NO、NO2)會侵蝕絕緣。當(dāng)遇有水分時(shí),則產(chǎn)生硝酸,它
對絕緣的侵蝕更為劇烈。
4)在局部放電時(shí),因電解及電極的肖特基輻射效應(yīng),變壓器油發(fā)生分解,加上油中原來存在雜質(zhì),故易
使紙層處凝集著因聚合作用而生成的油泥,這將使絕緣的tan8值激增,散熱能力降低,甚至有導(dǎo)致發(fā)生熱擊
穿的可能性。
5)局部放電產(chǎn)生的紫外線、軟x射線和γ射線等輻射,促使絕緣材料變質(zhì)。
6)局部放電過程中斷續(xù)地爆破性放電和放電產(chǎn)生的高壓氣體及沖擊波等產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力,也會造成絕緣
的劣化。
因此對變壓器局部放電進(jìn)行監(jiān)檢測是評估設(shè)備絕緣狀況的重要手段,也是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障,實(shí)現(xiàn)故
障預(yù)警,避免故障發(fā)生的有效措施之一。
3、監(jiān)測原理
1)超聲波法
當(dāng)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生放電信號時(shí),除產(chǎn)生放電脈沖電流沿容性回路傳輸外,還會同時(shí)激發(fā)出機(jī)械波(超聲
波)信號通過變壓器油向四周輻射傳播。雖然電力變壓器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,但是變壓器的整個(gè)器
身內(nèi)充滿了
變壓器油,而繞組、絕緣材料、支撐、夾件、引線等部件均浸在油中,由于變壓器
油為超聲波的良好傳播媒
介,這為在箱壁外側(cè)檢測局放產(chǎn)生的超聲信號提供了有力條件。所以
,在變壓器的箱壁外側(cè)安放超聲波傳感
器可以接收到內(nèi)部較大的放電信號。
2)脈沖電流法
由電力變壓器的結(jié)構(gòu)所決定,其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾
千pF的分布電容,同時(shí)
繞組與油箱間也存在上百pF的分布電容。當(dāng)變壓器的繞組等主絕緣回路
中發(fā)生局部放電時(shí),其產(chǎn)生的高頻信
號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲,甚至到千兆赫茲,
由于幾百皮法電容對于幾百千赫茲以上的高頻信號
相當(dāng)于通路,所以放電信號就會向所有與放
電點(diǎn)有容性關(guān)系的回路中傳播,其中一條回路必然包括鐵心接地
回路。所以在鐵心接地線上安
裝高頻電流傳感器可有效接收變壓器內(nèi)放電信號。
4、系統(tǒng)介紹
變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是由局放監(jiān)測IED、超聲波傳感器、高頻電流傳
感器和后臺軟件系統(tǒng)組
成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖如下圖所示:
功能特點(diǎn)
1)統(tǒng)計(jì)分析
局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)以局部放電測量技術(shù)為核心,對變壓器局部放電變
化進(jìn)行在線監(jiān)測并完成數(shù)據(jù)記
錄及數(shù)據(jù)變化趨勢,判斷放電的嚴(yán)重程度,定期保存相關(guān)數(shù)據(jù)。
2)放電類型識別
能夠識別變壓器中典型放電類型:沿面放電、懸浮放電、油隙放電、尖端放電、
匝間放電、油紙放電。
3)軟件分析
軟件具有PRPS、PRPD等多種統(tǒng)計(jì)分析模式,檢測并分析變壓
器設(shè)備當(dāng)前放電量、放電次數(shù)、放電相位等
重要指標(biāo),并可開窗進(jìn)行放電相位的頻譜分析。
4)
抗干擾能力強(qiáng),監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確
該系統(tǒng)局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)具有極強(qiáng)的電磁兼容性和抗干擾能
力;從而使監(jiān)測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,系統(tǒng)更
加穩(wěn)定。
5)提供多種報(bào)警方式
當(dāng)局放超標(biāo)時(shí):該系統(tǒng)集控
器主動向上一級管理設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號;同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)集控器內(nèi)部的報(bào)警繼電
器動作,輸出無源
觸點(diǎn)信號,顯示出報(bào)警信息,同時(shí)后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出送報(bào)警信息。
6) 具備可靠的現(xiàn)場總線通
訊能力
具備可靠的現(xiàn)場總線通訊能力可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到后臺計(jì)算機(jī),進(jìn)行遠(yuǎn)距離在線監(jiān)
測、運(yùn)行狀態(tài)分
析。
7)強(qiáng)大的后臺管理軟件
后臺管理軟件具備強(qiáng)大的局部放電趨勢分析功能。
放電量、趨勢圖數(shù)據(jù)及報(bào)警事件連續(xù)記錄、自動保存,
并可隨時(shí)查看分析,還可以隨時(shí)查看過
去的數(shù)據(jù)記錄。
6、技術(shù)參數(shù)
7、安裝方式
1)監(jiān)測主機(jī):采用螺絲固定的方式安裝在控制室內(nèi)的墻壁上。
2) 超聲波傳感器:采用磁吸附式安裝在變壓器前、后、側(cè)壁上。
3)高頻電流傳感器:卡裝在變壓器接地線上。