CN112763872A - 一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗 - Google Patents

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王南
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郭铁
郭志楠
赵振扬
张彬
杨鹤
李佳奇
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Abstract

本发明属于电力变压器局部放电识别与定位技术领域，尤其涉及一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗。本发明检测阻抗是将超声信号检测模块集成在检测阻抗里。本发明在传统检测阻抗的基础上，在将阻抗高度增高，内置超声波接收传感器，超声信号通过单独的屏蔽电缆传送给局放仪进行识别分析，通过磁铁将检测阻抗吸附在变压器升高台上，接触面涂抹耦合剂保证超声信号正确接收。其结构简单，设计合理，计算快速、准确，适应性强，具有较高实际应用价值。通过声电联合的方式，可以在脉冲电流法检测出视在放电量的同时实现超声定位，提高了判别的准确性，节省了后续工作量和设备量，提升了工作效率，为变压器交接试验与投产后故障诊断提供技术依据。

Description

一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗
技术领域
本发明属于电力变压器局部放电识别与定位技术领域，尤其涉及一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗。
背景技术
大型电力变压器是电力系统中重要的设备，运行的安全可靠性直接影响电力系统运行的稳定性和可靠性。
变压器内部发生局部放电(partial discharge，PD)类似于电力装备绝缘系统内的慢性肿瘤，长期的放电过程将导致绝缘的击穿，甚至引设备烧损等安全事故。电力变压器内部绝缘结构复杂，PD绝缘缺陷的类型也不尽相同，传统的PD模式识别利用脉冲电流法，通过读取测试仪的放电量数值与放电波形来判断是否满足规程要求，绝大部分工作依赖于试验人员的经验进行判断，如发现局放量超出标准值要进一步进行超声定位来判断放电点的大致位置，需要耗费大量的人力物力，如果试验人员的经验不足，很难准确定位放电点，返厂检修会带来很大的工作量。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗。其目的是为了提供一种计算快速、准确，适应性强，具有较高实际应用价值的变压器局部放电识别与定位装置。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，是将超声检测模块集成在检测阻抗里；在检测阻抗内安装有脉冲电流法局放检测模块和超声波局放检测模块；在检测阻抗的底部连接有磁铁,在检测阻抗的外部顶端连接有多个接头。
进一步的，所述磁铁通过卡槽固定连接在检测阻抗底部。
所述检测阻抗的外壳为不锈钢材质，内部从上之下依次为脉冲电流法局放检测模块、超声波局放检测模块、磁铁，分别利用卡槽固定连接。
进一步的，所述磁铁下部涂抹有超声检测耦合剂。
进一步的，所述接头包括中心抽头、接地、连接末屏、超声波传输、脉冲电流传输及备用接头。
进一步的，所述脉冲电流法局放检测模块分别与中心抽头、接地、连接末屏、脉冲电流传输相连接，所述超声波局放检测模块与超声波传输相连接。
进一步的，所述备用接头悬空。
进一步的，利用所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗进行检测的方法，包括以下步骤：
步骤1.试验前的准备工作；
步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入放电量；
步骤3.对变压器测试回路进行加电压；
步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。
进一步的，所述试验前的准备工作包括：连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试,用50欧姆同轴电缆将仪器信号输入的一个通道和输入单元中“至放大器”端子连接在套管端部，安装屏蔽罩排除外来干扰；
所述利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入放电量，是在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”；识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施；如试验通路无异常，则进行加电压；如有异常，则排除异常后进行加压；
所述对变压器测试回路进行加电压，是按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压,在加压的同时监测电压有无突变，放电量和超声波形有无明显异常；
所述局放波形与放电量综合分析与定位，是在加电压过程中，同时监测脉冲电流和超声波所反映出来的局部放电量，在声电联合测试仪的屏幕上观测放电量和局部放电图谱；如放电量小于100pC，则试验结束；否则进行放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗进行检测的方法的步骤。
本发明具有以下有益效果及优点：
本发明在传统检测阻抗的基础上，在将阻抗高度增高，内置超声波接收传感器，超声信号通过单独的屏蔽电缆传送给局放仪进行识别分析，通过磁铁将检测阻抗吸附在变压器升高台上，接触面涂抹耦合剂保证超声信号正确接收。其结构简单，设计合理，计算快速、准确，适应性强，具有较高实际应用价值。
通过声电联合的方式，可以在脉冲电流法检测出视在放电量的同时实现超声定位，提高了判别的准确性，同时节省了后续专门开展超声定位的工作量和设备量，提升了工作效率，为变压器交接试验与投产后故障诊断提供技术依据。
本发明通过变压器出厂试验和现场交接试验和检修后的诊断性试验对PD绝缘缺陷类型的有效识别与放电点的准确定位，有助于准确地了解和掌握变压器内部绝缘缺陷的性质和特征，基于声电联合方法的变压器局部放电检测阻抗可以在脉冲电流法局放试验的同时对放电位置进行超声波定位，提高了工作效率与检测准确度，该检测阻抗的应用对于掌握设备的绝缘状况及指导设备的检修等工作有着十分重要的工程意义。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位流程图；
图2是本发明声电联合检测阻抗的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明超声波局放检测的原理图。
图中：
检测阻抗1，脉冲电流法局放检测模块2，超声波局放检测模块3，磁铁4，中心抽头5，接地6，连接末屏7，超声波传输8，脉冲电流传输9，备用接头10。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1-图4描述本发明一些实施例的技术方案。
实施例1
本发明是一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其检测方法如图1所示，图1是本发明声电联合的变压器局部放电识别与定位流程图，具体包括以下步骤：
步骤1.试验前的准备工作。
包括连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试,用50 欧姆同轴电缆将仪器信号输入的一个通道和输入单元中“至放大器”端子连接在套管端部安装屏蔽罩排除外来干扰。
步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入500pC的放电量。在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”。在此时应识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施。如试验通路无异常，则进行加电压；如有异常，则排除异常后进行加压；
步骤3.对变压器测试回路进行加电压。
按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压,在加压的同时监测电压有无突变，放电量和超声波形有无明显异常。
脉冲电流法测量和超声波法测量均为已知方法。
步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。
在加电压过程中，同时监测脉冲电流和超声波所反映出来的局部放电量，在声电联合测试仪的屏幕上可以观测放电量和局部放电图谱。
如放电量小于100pC，试验结束；否则进行放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。
实施例2
本发明又提供了一种实施例，是一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，如图2和图3所示，图2是本发明声电联合检测阻抗的结构示意图，图3是图2的俯视图。
本发明检测阻抗是将超声检测模块集成在检测阻抗里。
本发明具体包括：检测阻抗1，在检测阻抗1内安装有脉冲电流法局放检测模块2和超声波局放检测模块3，在检测阻抗1的底部连接有磁铁4,磁铁4通过卡槽固定连接在检测阻抗1底部。
检测阻抗1的外壳为不锈钢材质，内部从上之下依次为脉冲电流法局放检测模块2、超声波局放检测模块3、磁铁4，分别利用卡槽固定。试验时利用磁铁4下部涂抹超声检测耦合剂，利用磁铁4的磁力将整个检测阻抗1吸附在变压器套管升高座上。
在检测阻抗1的外部顶端连接有多个接头，包括中心抽头5，接地6，连接末屏7，超声波传输8，脉冲电流传输9及备用接头10。
其中中心抽头5、接地6、连接末屏7、脉冲电流传输9均与脉冲电流法局放检测模块2相连接，超声波传输8与超声波局放检测模块3相连。备用接头10悬空不连接任何模块，待阻抗功能升级后使用。
变压器正常运行情况下，套管末屏接地作为地电位，局放试验过程中将末屏接地打开，将检测阻抗1通过连接末屏端子7与末屏相连，利用接地6提供地电位防止发生悬浮放电。中心抽头5悬空。脉冲电流传输9作为脉冲电流法局放检测模块2的输出端子连接至局部放电检测仪；超声波传输8作为超声波局放检测模块3的输出端子连接至局部放电检测仪。
具体实施时，将本发明检测阻抗1通过底部磁铁4吸附在套管升高座上。每个检测阻抗1同步检测变压器内部发出的局部放电超声波信号，以220kV双绕组变压器为例，相当于在变压器的上部、高低压套管升高台处布置了6个超声波探头对变压器进行超声局放检测与定位，实现超声波与脉冲电流法结合的变压器局部放电测试。
实施例3
本发明又提供了一种实施例，是一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，如图4所示，图4是本发明超声波局放检测的原理图。
以220kV双绕组变压器局部放电试验为例，在高、低压套管升高座处分别放置一个超声波传感器，共6个（中性点套管除外）。超声波传感器将收集到的信号传输给瞬态波存储器进行存储，瞬态波存储器通过光纤将信号传输给超声波信号处理模块进行运算处理。
检测阻抗1通过电容耦合的方式取得脉冲电流，经过PD探测器将脉冲电流转换成局部放电信号，传输给瞬态波存储器，脉冲电流信号通过光纤传给处理模块进行处理运算，最终处理模块将脉冲电流信号和超声波信号进行逻辑运算后，输出波形。
实施例4
本发明又提供了一种实施例，是一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗。
本实施例是将超声信号检测模块，即超声定位发生器集成在检测阻抗里，试验时检测阻抗1通过磁铁固定在套管升高座上，每个检测阻抗同步向变压器内部发射超声波信号，以220kV三绕组变压器为例，相当于在变压器的上部、高中压套管升高台处布置了6个超声波探头对变压器进行超声局放检测与定位，实现超声波与脉冲电流法结合的变压器局部放电测试。
其它同实施例1-3。
在本发明中，术语 “连接”、“固定”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：将超声检测模块集成在检测阻抗里；在检测阻抗（1）内安装有脉冲电流法局放检测模块（2）和超声波局放检测模块（3）；在检测阻抗（1）的底部连接有磁铁（4）,在检测阻抗（1）的外部顶端连接有多个接头。
2.根据权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述磁铁（4）通过卡槽固定连接在检测阻抗（1）底部。
3.根据权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述检测阻抗（1）的外壳为不锈钢材质，内部从上之下依次为脉冲电流法局放检测模块（2）、超声波局放检测模块（3）、磁铁（4），分别利用卡槽固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述磁铁（4）下部涂抹有超声检测耦合剂。
5.根据权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述接头包括中心抽头（5）、接地（6）、连接末屏（7）、超声波传输（8）、脉冲电流传输（9）及备用接头（10）。
6.根据权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述脉冲电流法局放检测模块（2）分别与中心抽头（5）、接地（6）、连接末屏（7）、脉冲电流传输（9）相连接，所述超声波局放检测模块（3）与超声波传输（8）相连接。
7.根据权利要求5所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗，其特征是：所述备用接头（10）悬空。
8.利用权利要求1所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗进行检测的方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1.试验前的准备工作；
步骤2.利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入放电量；
步骤3.对变压器测试回路进行加电压；
步骤4.局放波形与放电量综合分析与定位。
9.根据权利要求8所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗进行检测的方法，其特征是：所述试验前的准备工作包括：连接试验回路，设备可靠接地、用试品高压套管末屏作为耦合电容，从变压器套管末屏处利用检测阻抗提取脉冲电流信号进行局放测试,用50欧姆同轴电缆将仪器信号输入的一个通道和输入单元中“至放大器”端子连接在套管端部，安装屏蔽罩排除外来干扰；
所述利用校准脉冲发生器对变压器测试回路进行校准，向变压器测试回路输入放电量，是在局放仪上看到校准波形，视在放电量显示为500pC，波形为“方波”；识别来自接地网的干扰信号并采取隔离措施；如试验通路无异常，则进行加电压；如有异常，则排除异常后进行加压；
所述对变压器测试回路进行加电压，是按照《GB1094.3-2017 电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》的要求进行加压,在加压的同时监测电压有无突变，放电量和超声波形有无明显异常；
所述局放波形与放电量综合分析与定位，是在加电压过程中，同时监测脉冲电流和超声波所反映出来的局部放电量，在声电联合测试仪的屏幕上观测放电量和局部放电图谱；如放电量小于100pC，则试验结束；否则进行放电模式识别与超声定位诊断，分析放电类型和确定放电位置。
10.一种计算机存储介质，其特征是：所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8-9所述的一种声电联合的新型变压器局部放电检测阻抗进行检测的方法的步骤。
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