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變壓器局部放電在線監測的意義

點擊次數：1665 更新時間：2020-04-09

隨著國民經濟的迅速發展和我國對能源的需求，特別是對電能的需求不斷增加。電力系統電壓等級的提高使電氣設備的絕緣問題顯得越來越突出，運行中的大型電氣設備（如發電機、變壓器）和小型設備（如電力電容器、絕緣子等）一旦發生故障就會引起局部甚至全地區的停電，給國民經濟其他部門的生產和運作造成嚴重的不良后果。為了保證電氣設備絕緣安全可靠運行，一方面要采用良好的絕緣材料，改造制造工藝來提高設備的絕緣強度和質量，更重要的一面，就是要對運行中電氣設備的絕緣狀況進行監督，隨時掌握設備的運行情況。

隨著電力工業的發展，電氣設備絕緣的檢修維護經歷了事故后維修、預測性維修和預防性維修三個階段，它們統稱為計劃性維修。長期的工作經驗表明，不論是初的事故后維修，還是較為成熟的預測性維修、計劃性維修都存在著很大的局限性，極不利于電力系統超高壓、自動化的發展要求，主要表現為：（1）計劃性維修的試驗條件與電氣設備的運行環境存在著較大的差別，設備的實際運行電壓要比試驗電壓（一般不超過10kV）高的多，預防性試驗很難全面發現絕緣潛在的缺陷和故障；（2）由于在預防性試驗的周期內也可能發生事故，計劃性維修存在絕緣故障漏報的可能；（3）計劃性維修費時、費力，不利于電力系統的自動化；（4）從經濟上看，定期的試驗帶來的停電，對國民經濟會造成一定的影響，定期的大修也需要大量的資金。因此，計劃性維修體系己逐漸無法滿足更高的供電可靠性要求。

現代科學技術的發展，特別是傳感器技術、信息處理技術、計算機技術的發展，使得人們對電氣設備的運行狀態進行實時的監測成為可能。據此，與計劃性維修相對應，人們提出了“狀態維修”的概念。作為狀態維修的技術基礎，電氣設備絕緣在線監測技術受到了高度的重視，成為了當今高電壓技術研究領域的新課題。電力變壓器絕緣在線監測技術是采用高靈敏度的傳感器，來采集能夠反映運行中電力變壓器絕緣狀況的信息，用計算機來處理信息進而獲得設備的絕緣狀況，它具有如下優點：（1）在線監測能及時發現設備的早期缺陷，防止突發性事故的發生，提高設備運行的安全性和可靠性；（2）可減少不必要的停電試驗，避免傳統試驗對電氣設備由于“過度檢修”而造成的損失，延長了設備的使用壽命；（3）在線監測可以獲得離線檢測無法得到的信息，為判斷電氣設備的運行狀態提供了充分的信息；因此，以在線監測為基礎的狀態維修體系代替計劃維修體系己經是發展趨勢。

大型電力變壓器是電力系統中重要，昂貴的設備之一，對變壓器實施絕緣狀態在線監測具有十分重要的意義。據統計，我國110kV及以上電壓等級的大型變壓器的事故中50%是匝絕緣事故，且幾乎都是在正常工作電壓下損壞的。變壓器的內絕緣結構主要是油紙絕緣，變壓器在工作電壓下的局部放電是使油紙絕緣老化并發展到擊穿的重要因素。油紙絕緣中的局部放電往往是從其中的氣泡、雜質、導體表面的毛刺以及油隙等處開始發生的。導致變壓器絕緣中產生氣泡的因素主要有：一是變壓器絕緣結構和制造工藝上的缺陷，如在變壓器固體結構中由于浸漬不善而殘留的氣泡，或局部電場過高，油在高電場作用下析出氣體，局部過熱使固體和液體分解產生氣體等；二是變壓器在長期的運行過程中絕緣材料的老化、劣化，如絕緣受潮，其中的水分在過熱點汽化成氣泡，或水分在高電場作用下電解產生氣泡。由此可見，局部放電既是變壓器絕緣劣化的征兆，又是變壓器絕緣劣化的原因，測量局部放電能有效地發現變壓器內部絕緣的固有缺陷和因長期運行使絕緣老化而產生的局部隱患。因此，國內外普遍認為測試局部放電是能夠及時發現變壓器潛伏狀故障的重要手段。

據日本有關資料報道，由于設備運行狀態在線監測及故障診斷技術的應用，使每年維修費用減少25%-50%，故障停電時間減少75%，從以上的分析可知對變壓器實施在線監測是十分必要的。

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