变压器典型缺陷模型研制

1、 变压器典型缺陷模型研制 摘要：本文认真分析总结变压器设备常见缺陷，以无局放、实际尺寸的电网设备为基础，预置各类代表性的人工缺陷，通过局部放电试验验证其信号稳定性，保证其能够真实反映电网设备在现场的实际缺陷情况。关键词：变压器；缺陷；人工缺陷1 变压器缺陷模型研制为保证真实反映局部放电信号在变压器内部的传播机理，本项目设计了一个真型变压器实验研究平台，由变压器制造厂按照真实s10-10000/110型110kv变压器的尺寸特制而成，其绝缘结构与实际变压器相同，能够模拟局部放电、局部过热缺陷和绕组变形等缺陷，其内部局部放电信号传播机理与真实变压器相同，如图1所示。a. 外观图 b）内部结构图1

2、缺陷模型外观图局部放电典型缺陷的模拟。平台可以模拟悬浮放电、内部放电、尖端放电和沿面放电四种典型局部放电缺陷类型，四种放电模型可以预置在变压器内部，通过手孔进行更换，也可以通过绝缘杆从变压器上部手孔投放到需要的位置。局部过热缺陷的模拟。利用电流流过电阻元件产生损耗转化为热能的性能，在变压器低压侧引线与套管间串接一电阻率较大的导体，并在该导体表面进行绝缘覆盖降低其散热能力，模拟局部过热性故障。2 局部放电带电检测技术有效性试验研究研究特高频和高频ct法两种变压器常用的变压器局部放电检测技术。（1）特高频法其典型图谱如图2所示（以为沿面放电例），其主要特征如表1所示。a）prps图谱 b）prpd

3、图谱 c）频谱图图2 变压器特高频局部放电缺陷典型图谱（沿面放电）表1 变压器四种缺陷放电的特高频图谱特征缺陷类型超声波图谱特征悬浮放电主要发生在工频周期的90及270附近，能量主要集中在150m-300mhz频段，随着放电量的增加，150mhz-600mhz低频含量增大，可以达到接近90%，600mhz-1.25ghz高频含量减少，几乎降为0；放电量越大，局放信号中的低频含量越高。尖端放电发生在放电的负半轴270附近，频域特性较典型，600mhz-900mhz频段含量最高，300mhz-600mhz其次，150mhz-300mhz和900mhz-1.25ghz频段内含量很少；随着放电量的增加

4、150mhz-600mhz低频含量增大，600mhz-1.25ghz高频含量减少。沿面放电发生在电压的上升沿，即45-90和225-270，与尖端放电类似，在600hz-900mhz的频段范围内含量更高；随着放电量增加，150mhz-600mhz低频含量增大，600mhz-1.25ghz高频含量有减少的趋势，即放电量越大，局放信号中的低频含量越高。气隙放电起始放电仅发生在负半周；然后放电在正半周出现，随着电压增加或时间延长局放量增加，放电更为剧烈，正负半周脉冲密集且等幅，但不对称。能量分布主要集中在150mhz-300mhz的频段内，放电强度变大，低频含量减少，高频含量增大。（3）高频法其典型

5、图谱如图3所示（以为悬浮放电例），其主要特征如表2所示。a）prpd图谱 b）频谱图 c）等效时长-等效频宽图图3 变压器高频局部放电缺陷典型图谱（悬浮放电）表2 变压器四种缺陷放电的高频图谱特征放电类型高频图谱特征尖端放电具有典型的相位特征，相位会随着放电量的增大而前移，频谱峰值较为集中，随电压变化不大。20m以上频谱分较大，存有两个以上频谱峰值。悬浮放电具有典型的相位特征，其分类图其等效时长随放电量增大而减小，等效频率也同时减小。频谱图变化不大，20m以上特征参数较少。沿面放电具有典型相位特征，沿面放电频谱特性较为丰富，10m左右的频谱分量较为丰富，且在20m以及上均存在频谱分量，且存在较多的频谱峰值。气隙放电放电起始位置比其他类型放电更靠前，其分类图随着放电量增大逐渐收缩；在高频阶段，除共有的5m左右的高频脉冲峰值之外，在23m左右存有一脉冲波形，不过相对较小。3 结论本文进行了110kv变压器局放模型的制作，该变压器与实际尺寸结构相同，绝缘类型相同。通过模拟四种不同类型的缺陷，并采用特高频法与高频法进行验证，证明了模型的可靠性