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电力设备进行局放监测和诊断的意义

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  电力需求的日益增长,电网系统运行的电压等级不断提高,一个西电东输、南北相供的长距离、跨区域的输电电网格局正在快速的形成。不过随着电网规模的不断扩大,电力设备的容量也在不断增加,其变压器正朝着大容量、超高压的方向发展。对此,电网系统对电力设备的安全运行、供电可靠性提出了更加苛刻的要求。为确保整个电网系统的稳定、安全、经济运行,对电力设备进行绝缘监测和诊断技术的研究具有十分重要的理论价值和实际价值。


  电力变压器是电网系统中最核心的电力设备之一,其可靠运行与人民的生活质量水平和国民经济的发展息息相关。电力变压器的可靠性主要取决于绝缘状况,而通常用泄露电流和设备的电容值、介质损耗角正切值等参数来表征高压电气设备的绝缘状态。在两次大修期间,为了保证变压器、发电机、GIS等主要电力设备安全运行的有效措施之一就是:电力部门要定期的对这些电器参数做预防性试验。但是这种措施存在着固有缺陷,表现为:(1)定期停电对设备进行检查,要花费大量的人力、物力和财力,不利于电力系统的经济运行;(2)在离线条件下对设备进行预防性试验及检测时,很难实时地预见和预测电气设备的突发性事故,更不可能发现高压电气设备的潜伏性缺陷。


  随着发展的需求,绝缘材料被广泛地使用,电压等级被不断地提高,则变压器的局部放电问题就日益突出。由于电场是不均匀分布的,某一局部范围内的电场会很高,最终在绝缘介质中产生击穿现象或电气放电现象,这种现象被称作为局部放电。在不同介质特性的绝缘层之间,或是液体绝缘气泡中,或是固体绝缘孔隙中都会产生局部放电现象。它是通过不断腐蚀周围的绝缘介质,最终破坏整个设备的绝缘性能。局部放电既是引起绝缘劣化的关键,又是造成变压器绝缘故障的主要原因。因此,为了保证变压器稳定、安全的运行,有效地监测局部放电现象具有十分重要的现实意义。


  局部放电的过程中会有超声、电磁辐射、发热、发光、以及一些新生物等现象产生,还会有电能损耗和电荷转移的现象发生。这些现象引起的干扰会随着局部放电信号一起通过电流传感器进入监测系统,以至于现场干扰噪声太大,局部放电脉冲信号很有可能被干扰信号完全湮没,无法提取有效的局部放电脉冲信号。


  在实际应用中,如果不能区分或提出外界干扰信号,将会造成误判断、最小可测水平增加以及检测灵敏度下降的严重后果。实质上,局部放电是一种微量的绝缘检测试验,其最小可测的视在电荷量与试验中的干扰水平有密切关系,干扰信号的存在严重影响了绝缘检测的结果。


  在工业试验环境中,如果没有采用屏蔽措施,其干扰水平将达到数百皮库。在实验室内某些情况下,如果采用了屏蔽措施,则最低可测的放电量约为1pC。所以现场的干扰水平则要比实验室内的大很多倍,为此在进行局部放电检测时,应该按照国家标准规定,将背景噪声减小到局部放电量的50%。变压器的局部放电检测是在有各种干扰的环境中进行的,干扰的种类繁多,所以如何最大限度准确而快速地识别干扰和抑制干扰,是提高局部放电检测效果的重要保证,进而判断出变压器内部绝缘劣化的程度,并将故障消灭在萌芽状态具有十分重要的科学意义。


  传统的局部放电检测仪,其测量信号的响应频率一般不超过1MHz,易受外界干扰的影响,稳定性差,影响了其应用。随着计算机技术、电子技术和传感器技术的进步,为超高频检测技术创造了条件,使其具有检测频率高、抗干扰性强和灵敏度高,得到高度重视。

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  国电西高这款GDPD-414便携式局放诊断分析仪采用速慧(smartquick)智能化电力测试系统(软著登字第1010215号、商标注册号14684781),HVHIPOT公司引进国际先进的局放检测技术研发生产的便携式高效的带电高压绝缘设备的局放巡检工具,根据不同被测品可以灵活配置各种不同传感器,其中TEV、超声波和HFCT适用于对高压开关柜、环网柜局部放电检测;超声波和UHF适用于对GIS的绝缘状态进行检测;使用超声波和HFCT适用于电缆的绝缘状态进行检测。内置的专家诊断系统能根据检测数据进行分析,判断放电能量大小和可能部位,在电力、铁路等得到广泛应用。


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