油浸式電力變壓器內局部放電定位的研究背景與意義

王建慧，王珍珍，丁利亞，王建楠，辛曉虎

（1．國網天津市電力公司，天津300010；2．國網商丘夏邑供電局，河南 商丘476000）

1 概 述

隨著國民經濟的快速發展，電力行業已經進入了一個嶄新的發展階段。現代社會對電力供應的可靠性要求越來越高，電網安全已經成為國家安全的重要組成部分。電力系統電壓等級和裝機容量的不斷增加對電力設備的絕緣性和穩定性提出了更高的要求。圖1顯示了2006～2010年電網故障的次數與原因［1］。其中，約40%的電網事故是由電力設備故障引起的，而電力變壓器是電力系統的重要組成部分［2，3］。內部的絕緣缺陷是導致電力變壓器故障的主要原因，而局部放電的檢測能夠反映設備的絕緣狀況。對局部放電的檢測也是在線智能監測設備的主要功能要求。

圖1 近年國家電網事故次數與原因

2 局部放電定位方法綜述

局部放電是指絕緣結構中由于電場分布不均勻、局部電場過高而導致的絕緣介質中局部范圍內的放電或擊穿現象。由于大型變壓器內部結構復雜，當設計不當或者長期運行出現變形等缺陷時，容易造成局部場強過高發生局部放電。局部放電逐漸發展，最終造成絕緣系統的損壞，變壓器出現故障。

目前，IEC和一些國家制定了相應的測量標準來評定局部放電，建立了多種描述局部放電強弱的參數，如視在放電電荷量、放電能量等［4］。但這些參數只能對電氣設備絕緣進行總體評估。同時，監測得到的局部放電參數，受局部放電源所處設備內的位置影響很大，單就這些測量參數還難以準確判斷設備的絕緣狀況并制定維修策略。尤其電力變壓器的結構復雜，在電力系統中地位非常關鍵，因而對其在線實行快速準確的局部放電定位非常重要。

當變壓器內部存在缺陷時，在這些地方的電場會發生畸變引起絕緣介質的局部擊穿，產生局部放電。例如高壓繞組中部導線和墊塊的縫隙中、導線和撐條的縫隙中由于制作原因而殘留的氣泡；油在電場作用下分解產生氣泡；外皮破裂的裸露導線；不當維修引入的導電顆粒等。伴隨局部放電的發生會產生電、聲、光、溫度和氣體等各種物理和化學現象，通過對這些現象的檢測和分析，傳統定位方法有電氣定位法、超聲定位法、電－聲定位法等。隨著數字信號處理技術的發展及各種硬件采集系統的完善，出現了許多新興的定位方法，如光定位、熱定位、超高頻定位法、應用陣列技術的定位方法等［5］。

3 結 論

本文簡要分析了局部放電產生的原因，以及現存的檢測方法，指出了變壓器中局部放電定位的重要作用。目前，國內外現存的局部放電定位方法有電氣定位法、超聲定位法、電－聲定位法等，還有一些新興的定位方法，如光定位、熱定位、超高頻定位法、應用陣列技術的定位方法等。

［1］ 孫建鋒，葛 睿，鄭 力，等．2010年國家電網安全運行情況分析［J］．中國電力，2011，44（5）：1－4．

［2］ 王夢云．2004年度110 kV及以上變壓器事故統計分析［J］．電力設備，2005，6（11）：31－37．

［3］ 王夢云．2005年度110（66）kV及以上變壓器事故與缺陷統計分析［J］．電力設備，2006，7（11）：99－102．

［4］ 李軍浩，司文榮，王 頌，等．電力變壓器局部放電定位方法的現狀及發展［J］．變壓器，2007，44（6）：40－44．

［5］ 辛曉虎，李繼勝，紀海英，等．用于變壓器中局部放電定位的十字形超聲陣列傳感器研究［J］．中國電機工程學報，2013，33（21）：154－162．