衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置製造方法
2023-06-10 05:31:11
衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，解決了在現場對變壓器實施衝擊電壓進行局部放電檢測的難題。包括在衝擊電壓發生器（1）的輸出端與地之間連接有標準電容分壓器（2），衝擊電壓發生器的輸出端通過變壓器高壓套管（4）與變壓器（5）的繞組電連接，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線（6）上套接有第一高頻電流傳感器（8），第一高頻電流傳感器與高通濾波器（11）的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線（7）上套接有第二高頻電流傳感器（9），第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，高通濾波器的輸出端與高速示波器（12）連接。對變壓器的故障判斷和狀態評估有重要意義。
【專利說明】衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電氣設備的試驗檢測裝置，特別涉及一種衝擊電壓下對變壓器局部放電進行檢測的裝置。
【背景技術】
[0002]電力變壓器是電網中的重要設備之一，其安全運行關係著整個電網的安全。對電力變壓器要進行衝擊電壓試驗、工頻電壓試驗和工頻電壓合併局部放電試驗。其中的工頻電壓合併局部放電試驗在長期的實施中得到了大家的認可，認為是一項可對變壓器故障進行檢驗和診斷的有效手段。其中的衝擊電壓試驗，目前，還只是進行耐壓試驗，並不進行衝擊電壓下局部放電的試驗測量。但對變壓器進行衝擊電壓試驗的同時進行局部放電測量，可以有效提高變壓器故障診斷的靈敏度，對於判斷設備的損傷程度具有重要的意義。專利號為201220536097.4的，題目為「一種基於雙電極的衝擊電壓下變壓器油中尖端放電的檢測裝置」的中國專利公開了一種檢測裝置，該裝置由衝擊電壓發生器、電容分壓器、變壓器油中尖端電極、變壓器油中稍不均勻場電極、電流傳感器、傳輸電纜、高通濾波器、示波器等部件組成，可對衝擊電壓下變壓器油中尖端放電進行測試和研究。但該裝置的檢測對象為一個缺陷實驗單元，並非針對實體變壓器，在進行衝擊電壓下實體變壓器局部放電的檢測時，該專利所提供的雙電極方法在現成是無法實施的。因此，輸送電現場迫切需要一種簡單、實用和行之有效的變壓器衝擊電壓下局部放電的檢測裝置和檢測方法。
【發明內容】
[0003]本發明提供了 一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，解決了在現場對變壓器實施衝擊電壓進行局部放電檢測的難題。
[0004]本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的:
一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括衝擊電壓發生器、標準電容分壓器、變壓器和高速示波器，在衝擊電壓發生器的輸出端與地之間連接有標準電容分壓器，衝擊電壓發生器的輸出端通過變壓器高壓套管與變壓器的繞組電連接在一起，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線上套接有第一高頻電流傳感器，第一高頻電流傳感器與高通濾波器的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線上套接有第二高頻電流傳感器，第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，高通濾波器的輸出端與高速示波器連接，標準電容分壓器的中部輸出端通過信號線與高速示波器連接。
[0005]標準電容分壓器的分壓比為1000:1。
[0006]一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測方法，包括以下步驟:
第一步、在衝擊電壓發生器的輸出端與地之間連接標準電容分壓器，將衝擊電壓發生器的輸出端通過變壓器高壓套管與變壓器的繞組電連接，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線上套接第一高頻電流傳感器，第一高頻電流傳感器與高通濾波器的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線上套接第二高頻電流傳感器，第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，將高通濾波器的輸出端與高速示波器連接，標準電容分壓器的中部輸出端通過信號線與高速示波器連接；
第二步、衝擊電壓發生器產生一個低幅值衝擊電壓，該低幅值衝擊電壓的幅值最大值小於試驗電壓的50%，若此時變壓器內無局部放電信號，將高速示波器採集到的第一高頻電流傳感器上的電流脈衝信號和第二高頻電流傳感器上的電流脈衝信號作為背景參考信號;
第三步、衝擊電壓發生器產生一個衝擊電壓，該衝擊電壓的幅值最大值等於試驗電壓的100%，高速示波器採集第一高頻電流傳感器上的電流脈衝信號和第二高頻電流傳感器上的電流脈衝信號，將這兩個電流脈衝信號與第二步得到的兩背景參考信號進行比較，若出現顯的放電脈衝，則變壓器存在局部放電；
第四步、將第三步中高速示波器採集到的第一高頻電流傳感器上的電流脈衝信號的極性與第二高頻電流傳感器上的電流脈衝信號的極性進行比較，若兩極性相同，則放電脈衝由變壓器外部迴路產生，若兩極性相反，則放電脈衝由變壓器本身產生。
[0007]本發明是在衝擊電壓下進行變壓器局部放電的檢測，結構簡單，操作方便，為生產現場對變壓器進行局部放電試驗提供了可實現的檢測裝置和方法，對變壓器的故障判斷和狀態評估有重要意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的檢測過程的流程圖；
圖3是本發明的高速示波器12所採集到的變壓器等效電容上的脈衝電流信號極性與套管等效電容上的脈衝電流信號極性在變壓器不產生局部放電時的示意圖；
圖4是本發明的高速示波器12所採集到的變壓器等效電容上的脈衝電流信號極性與套管等效電容上的脈衝電流信號極性在變壓器產生局部放電時的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括衝擊電壓發生器1、標準電容分壓器
2、變壓器5和高速示波器12，在衝擊電壓發生器I的輸出端與地之間連接有標準電容分壓器2，衝擊電壓發生器I的輸出端通過變壓器高壓套管4與變壓器5的繞組電連接在一起，在變壓器高壓套管4的套管末屏接地弓I線6上套接有第一高頻電流傳感器8，第一高頻電流傳感器8與高通濾波器11的輸入端連接，在變壓器5的本體接地引線7上套接有第二高頻電流傳感器9，第二高頻電流傳感器9與高通濾波器11的另一輸入端連接，高通濾波器11的輸出端與高速示波器12連接，標準電容分壓器2的中部輸出端通過信號線10與高速示波器12連接。
[0010]一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測方法，包括以下步驟:
第一步、在衝擊電壓發生器I的輸出端與地之間連接標準電容分壓器2,將衝擊電壓發生器I的輸出端通過變壓器高壓套管4與變壓器5的繞組電連接，在變壓器高壓套管4的套管末屏接地引線6上套接第一高頻電流傳感器8，第一高頻電流傳感器8與高通濾波器11的輸入端連接，在變壓器5的本體接地引線7上套接第二高頻電流傳感器9，第二高頻電流傳感器9與高通濾波器11的另一輸入端連接，將高通濾波器11的輸出端與高速示波器12連接，標準電容分壓器2的中部輸出端通過信號線10與高速示波器12連接；
第二步、衝擊電壓發生器I產生一個低幅值衝擊電壓，該低幅值衝擊電壓的幅值最大值小於試驗電壓的50%，若此時變壓器內無局部放電信號，將高速示波器12採集到的第一高頻電流傳感器8上的電流脈衝信號和第二高頻電流傳感器9上的電流脈衝信號作為背景參考信號；
第三步、衝擊電壓發生器I產生一個衝擊電壓，該衝擊電壓的幅值最大值等於試驗電壓的100%，高速示波器12採集第一高頻電流傳感器8上的電流脈衝信號和第二高頻電流傳感器9上的電流脈衝信號，將這兩個電流脈衝信號與第二步得到的兩背景參考信號進行比較，若出現顯的放電脈衝，則變壓器存在局部放電；
第四步、將第三步中高速示波器12採集到的第一高頻電流傳感器8上的電流脈衝信號的極性與第二高頻電流傳感器9上的電流脈衝信號的極性進行比較，若兩極性相同，則放電脈衝由變壓器外部迴路產生，若兩極性相反，則放電脈衝由變壓器本身產生。
[0011]本發明採用衝擊電壓發生器I作為變壓器的試驗電壓，衝擊電壓波形為標準雷電衝擊、標準操作衝擊電壓、振蕩型雷電衝擊及振蕩型操作衝擊四種衝擊電壓波形。衝擊電壓波形通過套管施加到變壓器繞組上，當需要對高壓繞組進行試驗時，可通過高壓套管4將衝擊電壓施加到高壓繞組上，同樣，但需要對電壓繞組進行試驗時，可通過低壓套管3將衝擊電壓施加到低壓繞組上。
[0012]採用標準電容分壓器2進行試驗電壓波形的獲得，電容分壓器分壓比為1000:1。
[0013]在套管末屏的接地線及變壓器本體接地線上套接的第一高頻電流傳感器8和第二高頻電流傳感器9均採用羅格夫斯基線圈，其測量頻帶為100kHz-40MHz。將兩路高頻電流傳感器獲得的信號通過高通濾波器接入高速示波器12，高通濾波器11為雙通道，頻率範圍為下限3.5MHz，可有效抑制衝擊電壓發生器產生的位移電流所帶來的低頻幹擾，信號線採用屏蔽電纜，其波阻抗為50歐姆。分壓器得到的試驗電壓信號和高頻電流傳感器得到的局部放電信號接入示波器進行採集和分析，示波器採用泰克4104，具有四通道、IG帶寬，5GHz採樣率。
[0014]實際試驗中，根據試驗的需要，可以靈活調整各參賽，例如取:衝擊電壓發生器參數可根據被試設備額定電壓進行選取，分壓器變比也可根據實際情況進行選取。
[0015]本發明的流程如附圖2所示，首先對變壓器繞組施加50%衝擊電壓，此時變壓器不會發生局部放電；如流程圖102所示，然後通過套管末屏接地引線和變壓器本體接地引線上的高頻電流傳感器進行背景噪聲的測量，獲得變壓器沒有局部放電時的背景信號；然後如流程圖103所示，對變壓器繞組施加100%衝擊電壓，採集套管末屏接地引線和變壓器本體接地引線上的高頻電流傳感器所檢測到的信號，如果變壓器不存在局部放電，則此時測量結果和對變壓器繞組施加50%衝擊電壓中的測量結果類似，如果此時存在局部放電，則會出現明顯的放電脈衝，此時還應通過比較兩路高頻電流傳感器的極性判斷此放電脈衝是變壓器本體產生,還是由外部迴路產生。
[0016]本發明判斷放電脈衝是否由變壓器本體產生的方法的原理如附圖3、4所示，變壓器等效電容13和套管等效電容14，當放電脈衝為變壓器外部迴路產生時，如圖3所示，電流脈衝在兩路傳感器上的方向相同，其檢測到的變壓器等效電容上脈衝15和套管等效電容上脈衝16極性相同。當放電脈衝為變壓器本體所產生時，如圖4所示，電流脈衝在兩路傳感器上的方向相反，其檢測到的變壓器等效電容上脈衝15和套管等效電容上脈衝16極性相反。根據兩路傳感器檢測到脈衝的極性即可判斷放電脈衝是變壓器本體所產生，還是外部迴路所產生，可實現幹擾和信號的分析。
[0017]以上對本發明所提供的一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置及其方法進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括衝擊電壓發生器(I)、標準電容分壓器(2)、變壓器(5)和高速示波器(12)，其特徵在於，在衝擊電壓發生器(I)的輸出端與地之間連接有標準電容分壓器(2)，衝擊電壓發生器(I)的輸出端通過變壓器高壓套管(4)與變壓器(5)的繞組電連接，在變壓器高壓套管(4)的套管末屏接地引線(6)上套接有第一高頻電流傳感器(8)，第一高頻電流傳感器(8)與高通濾波器(11)的輸入端連接，在變壓器(5)的本體接地弓丨線(7)上套接有第二高頻電流傳感器(9)，第二高頻電流傳感器(9)與高通濾波器(11)的另一輸入端連接，高通濾波器(11)的輸出端與高速示波器(12)連接，標準電容分壓器(2)的中部輸出端通過信號線(10)與高速示波器(12)連接。
2.根據權利要求1所述的一種衝擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，其特徵在於，標準電容分壓器(2)的分壓比為1000:1。
【文檔編號】G01R31/12GK103558521SQ201310532330
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月2日 優先權日:2013年11月2日
【發明者】梁基重, 高鵬, 楊冬冬, 陳昱同, 俞華 申請人:國家電網公司, 國網山西省電力公司電力科學研究院