【局部放电】dga技术在电力变压器绝缘故障诊断中的应用与进展.pdf

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1、第 3 6卷第 L期 1 9 9 9年1月 壹g鑫 T R M E R V of 3 6 No 1 3 Gnu or y I 9 9 9 ；L D G A技术在电力变压器绝缘故障诊断中的应用与进展 强祷镪 张冠军 钱 政 严 璋(西 安交 通 大 学，西 安7 1 0 0 4 9)摘要：舟邦了近年来油中培解气体分析(D G A)技术在电刀变压器生缘故障诊断中的直 南发展动 一 1 1 0 关 噬 曼 A Ap pl i c a t i on a n d De v e l o p m e n t o f DGA Te c h no l o g y f o r I n s u l a t i o

2、n Fa u l t Di a g n o s i s o f Po we r Tr a n s f o r m e r s Zhan g Gua 咖，ar tZhe n g and Yah Zhan g xi J i a o t o n g Un i v e r s i t yXi a n 7 1 0 0 4 9 A h s t r a c l：T h e a p p U e ml o n a n d d e v e o p m e n t o f D G A(d i s s o v e d g a s a n a y s l s)t e c l mo t o#f o r i n s u i

3、 o n f a u l t d i a g no s i s o f p o we r t r a ns f o r me r s a r e i n t r o d uc e d，Ke y Wo r d s：T r a n s f o r m e r，I n s u l a t i o n，F a u l t，D i a g n o s i s 1 前言 实践 证 明，变 压 器 的 油 中溶 解 气体 分 析(D c A)技术对 于发现变压器 内部 的潜 伏性故障 及其发展程度 是很 有效 的，而采用 电气试 验方 法很难发现某些局 部故障 因此，在 1 9 9 7年 颂布执行 的电力设

4、备 预试规 程 中，已把变 压器 油的气 相色谱 分析放 到 了首要 的位置，而且 国 内外某些厂家已纷纷用此来检查各项例行试验 前后 的变 化情况，还有 的变 压器厂提供 的大 型 变压器产品 已附有 D G A自动检测报警系统。电力变压器 的内部故 障主要 可分 为过热性 故障、放 电性故 障及 受潮 三种。对 3 5 9台故 障 变压器 的统 计 表 明：过 热性 故 障 占 6 3：高 能量放 电故障 占 l 8 1 ；过 热兼 高 能量 放 电故 障占 l O；火花放 电故 障 占 7；受 潮或局部 放 目家 自然科 学基 金 资助 项 目(批 准 号：5 9 6 3 7 2 0 0

5、)电故障 占 1 9 而在 过 热 性 故 障 中，分接 开 关接触不 良占 5 0 ；铁 心多点接 地和局郡短 路 或漏磁环 流约 占 3 3 ；导线过 热和接头不 良或 紧固件松动引 起 过 热约 占 1 4 4 ；其 余 2 1 则为局部 油道 堵塞(多 系硅胶 进入 本体)，致使 局部散热不 良而造成的过热性故 障。电弧放电 以绕组匝、层问绝缘击 穿为多见，其次 为引线断 裂或 对地 闪络 和分接 开关飞弧等故障。火花放 电常见于如 下情 况：引线 或套 管储油 柜对 电 位未 固定 的套 管导 电管等 的放 电；引线局 部 接 触 不 良 或 铁 心 接 地 片 接 触 不 良 而

6、引 起 的 放 电；分接开关拨 叉电位悬浮而引起 的放 电等。一般根据色谱分析数据进行 内部故障诊断 时，应 包 括 下述 内 容：(1)判 定 有 无 故 障 及 故 障 的 类 型，如 过 热、电 弧 放 电、火 花 放 电 和 局 部 放 电 等 维普资讯 http:/ 第 1 期 张 冠军、钱馥、严璋：D G A援 汞在 电力变 压器 绝缘 故 障诊 断中 的应 用与 斑展 3 1 (2)判 断故障 的状况，如热 点温度、严重程 度以及 发展趋势 等。(3)提 出 相 应 的 处 理 措 施，如 能 否 继 续 运 行，以及运行期问的技术安全措施 和监视手段，或是否需要 吊心检修 等。

7、若需 要加强 监 视，则 应 给 出 下次 试验 的周 期。2 故 障类 型 的识 别方 法 2 1 改 良的 电协 研 法 日本提 出的改 良的电协研法较其它 比值法 具有 编码较 全 的优 点，给出 的故 障类 型也具体 些，但 对 编 码“0，1，1”等 未 给 出 相 应 的 故 障 性 质。我们分 析发 现，“0，1，1 表示“局放 或 低温 过热”，如“空 腔 中放 电或 3“，编 码 为 2：于是，可选 用三 比值 中的其余两项构成 直角 坐 标 系，以 C H o 为 纵 轴，C：H。C H 为 横 轴，即构成 了 T(过热)D(放 电)图。由此 可见，T D 图判断法主要用

8、于区分变压器是存在过热性故 障还是放 电性故障，它兼 有气体 组分谱 图法 和 三 比值法 的优点，能迅速正确地判断故障性质。并能 直 观 地 反 映 出故 障 的发 展 趋 势。目前 在 T D图的使 用 上，对 其适 用范 围的 理解 比较 混 乱。我 们 认 为 当 c ，c：H 3 时，它 能反映故障的发展趋势，否则仅仅能 反映 c H：和 C H C H d两 个 比 值 的 变 化 趋 势。如有 可 能，可将 二 维 的 T D 图发 展 成 为 三 维 的。其应用范围将更 宽广。3 2 热 点温 度 的估 算 月岗淑郎等A提 出了故 障点温度怙算 的经 验 公式：T ：3 2 2

9、 1 g +5 q：当涉及 到固体 绝缘裂 解时，绝 缘纸 过热 温 度 为：=2 41 1 g +3 7 3，2 4 对 不 同故 障类 型 的变 压器 所 采取 的 措 施 变压器 内部存 在高能量放 电性故 障时，宜 立 即将变 压器停运并检修，不能延误，以免造 成 变 压 器 事 故。故障类型属于低 能 放 电 的变压器 宜 根据 故障的发展情况来决定检修时 间。如果条件 允 许，在 近 期 内进 行 检 查、消 除。如 果 近期 内没 有 条 件，应 缩 短 色 谱 分 析 周 期，追 踪 分 析，密 切 注 视故障的发展 趋势。故障类型属于 过热 性 的变 压器，宜 根据 电 压等

10、级、故障程度、故障发展速度 和油 中气体 的 饱和程度 来 决 定 维 修 时 间。对 于 5 0 0 k V变 压 器，只要总烃量达到 注意值 的 2倍，常认为应停 运进行检修，这 是 因为 5 0 0 k V变 压 器内部 场 强 高。如果 气体含量大、产 气量 多，油 中可能产生 气泡，有被击穿 的可能性，故不能仅 以气体饱和 水 平 来 决 定 维 修 时 间。对 于 2 2 0 k V及 以 下 的 变 压器，首先应 考虑产气速率，并且计算油 中气体 的饱 和水 平。如 果 总 烃 含 量 达 到 注 意值 的 5 倍，产气速率 也达到注意值的 3倍 以上，这 时即 使油 中气体仍

11、没 有饱 和，也应创 造 条件对 变压 器 进 行 检 修。对 于 铁 心 多 点 接 地 故 障，除 了直 观 检 查 和 手感触摸 法之外，还可 运用 电容器储 能放电或 交流 电焊机 冲击 法“，来 寻找 故 障和 消 脒故 障 点。对 于套管 引线、分接开关、绕组引线 的接 触不 良(焊接不 良、橙动等)，可采用双臂电桥法 寻找故障点。文献 控 建议取 变压器 的是近三次色谱 数 据 根 据 最 新 一 组 数 据 的 c +C 、H 和 c H 含 量及 这 三次试验数 据间 的增长 率，在排 除立 即 停运查 明原 因后，给出 了下 一次 试验的时间，分 别为按 正常周期、1 O天

12、、79天、8天、6天、3 5天 及 2天 等。当油中气体 分析 检 测 出变 压 器存 在 问题 时，应 结 合 其 它 试 验，如 电 气 试 验、油 简 化 分 析 维普资讯 http:/ 变压嚣 第3 6 卷 试验 以及局部放 电测量等进行综台分析诊断。6 5 模糊 数 学和 人 工 神经 网 络的 应 用 目前，模 糊数 学 和人 工神 经 网络(A N N)在 电力 变压 器 绝缘故 障诊 断 中 已逐 步 获得 了应 用。，如 模 糊 数 学 理 论 中 的 模 糊 隶 属 函 数、模 糊关 系方程和模糊 聚类 分析等方法应用效 果较。在人工神经网络 中，反 向传播(B P)、自适

13、应共振理论(A R T)和 自组 织 映射(S O M)等 9 网络 的应 用 效 果 也 较 好。但 这 两 类 方 法 目前 仍主要 局限 于故 障类型 的识别上，尚不能 给出故 障的严重程 度 及发展趋 势等。另 外，实 1 0 际 中的 应 用 表 明，这 两 类 方 法 均 存 在 在 应 用 之 前 对 原 始数 据 规 格 化 预 处 理 困 难 等 问 题。“6 展 望 1 2 油 中溶解气体分析是一种很好 的变压器绝 缘故障诊 断方法。它已获得国内外电力 部门的 广 泛 应 用，而 且 不 少 油 浸 电 力 设 备 的制 造 厂 也 逐 步用 以作 为 检 查 质 量、开

14、发 新 产 品 的有 力 工 具，将 来作为大 型电力变 压器 的附属设备 之一 的可能性 也 在增 长。但 由于变压 器 的结构、材 料、运行条件等 的差异，油中气体 的变化规律也 各 不相 同，已 有 的 判 据 也 还 需 进 步 完 善 为 此，要 广 泛 吸 取 及 总 结 运 行 中 变 压 器 油 中气 体 的变化 规律性。过去 已有 的大量专家经验是十 分 重 要 的，今 后 在 专 家 系 统 中进 一 步 引 进 人 工 神经 网络、模 糊 数 学 等新 技 术，必 将 有 利 于 对故 障或缺陷的正确识别及诊断分析 参 考文献 严璋电气 绝 缘在 线 检测 技 术 北 京

15、：水 利 电 力出版社，1 9 9 5 操敦 奎变 压器 油 中气体分 析 与诊断 湖 北 省 电 力试 验研 究所 1 9 8 7 周 龙 文远 芳电气 设 备 故障 诊断 中 的状 态信 号 与模 糊隶 属 函数 电 网技术，1 9 9 6 李 藻湘 变压器 内部过 热性 故障 特征气 体分 析 与 处理 电工 技术，1 9 9 4，(1)：l 8 2 O 王 世 闫 变压 器 绕 组 过 热性 故障 分 析 变压 器 3 1 4 l 6 7 l 8 I 9 1 9 9 4 3 1(9)：3 13 5 李 义仓 变压器 油 中 c O和 c q 与绝 缘材 料 劣化 的关 系及 故障 诊

16、断 华 东 电力，1 9 9 3，2 1(2)：1 6一 I 9 董旭 拄，王 昌长，朱 德恒电力变 压器局 部放 电在 线 监测研 究 的现 状 和趋 势变 压器 1 9 9 6 3 3(5)：2 7 王 冠军 变 压器 绕组 的频 率 特性 和局 部放 电的定 位 方法 变压 器，1 9 9 6，3 3(1)：1 52 0 孙 力利 用 坐 标 曲 线 判 断 变 压 器 过 热 故障 见：大连 电 业 局 编 供 电 设 备 状 态维 修 论 文集 1 9 9 4 石 伟峰变压器 油 中气 体的 T D图分析 法 华 东 电力 1 9 8 9，1 7(I)：1 4 1 8 张 汉琨，电力

17、 变 压器 铁 心多点 接 地 故 障 处 理 方 法探讨 变压 器，1 9 9 5 3 2(7)：3 03 1 盘 家豪绝 缘 油 色谱 分 析 数 据 的诊 断 程 序 及 实 例华 东 电力 1 9 8 4 高宁，高 文胜 严璋 工 神 经 网 络在 电 力 设备绝 缘诊 断 中 应 用 的 进 展高 压 电器 1 9 9 7 (6)：3 1 3 5 A n C E，l i n g J MHu a n g C L An e x p e r t s y s t e m f u r tr a ns f o r me r f a ul t d i a g n os i s us i n g d

18、i s s o l v e d g a s ana l y s i s I E EE T r a n s o R P o w e r D e l i v 1 9 9 3 8(1)T on r,o v ic KT a p p e r 1，T A J n f o r n mfi o n a p t m：)a e h t o i n te g r a tin g d i ffe r e n t t m n o t m e r d i a g n as fi c m e ,sfs I E E E T r a n so n P c e r D e l l,，t 9 9 3，8(3)1 6 3 8 1 6

19、 4 6 Chan g C S，i a B S On l i n e s eh e du l i n g o f ma r a p i d tr a n s i t s y s t e ms：f u z z y e xp er t s y s t e m a p p r o a c h t E E P r o e E l e e tr P o w e r A p p J 1 9 9 6，1 4 3(4)：3 0 7 3l 6 蔡超 豪 利用 人 工 神 经 阿 络 对变 压 器 故 障进 行 早期诊 断 变 压器，1 9 9 7，3 4(1)：3 4 3 7 高宁 高 文 胜，严璋 基 于模

20、糊 理 论 与 自适 应共 振 网络 的油 中气 体分 析诊 断 高 电压 技术 1 99 7 P e n n mn J _Yi n C M F e a s i b i l i t y o f u s i n g D e r y i d l e a r ni n g，a r t i t T e i o J n e u r a l n e 0 r k s f o r t h e c o n d t i 0 n m0 a i t o r l n g 0 f e l e c t ric a l l l fl c h l r t e s l EE P r o e E1 e c P o we r Ai,p l，1 9 9 4，t 41(6)：3 1 73 2 2 (收稿 日期：1 9 9 80 21 2)毫 6 维普资讯 http:/