大型电力变压器局部放电超高频检测法初探_图文

1、 中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文值的不同,但很难利用uHF法对变压器内部局部放电的放电量进行精确的标定。有关UHF信号在实际变压器中的传播及衰减特性有待更深入的研究。用UHF法在线监测变压器局部放电时,接受天线最理想的安装位置为变压器箱体内,变压器箱体屏蔽作用良好,剥于提高测量系统的抗干扰能力。因此,接受天线最适宜安置安装,有三种方式:一是放油阀安装方式,通过放油阀将传感器深入变压器油中,它不会影响变压器的正常运行:二是人孔安装方式,传感器安装在变压器人孔(或手孔端盖上,需在变压器大修或放油处理时实施;三是预制方式,变压器出厂前预制探头”“”。但已投入运行的变压器则很难

2、实现,故接受天线须放置在变压器箱体外,靠接受从金属导体之间的缝隙或接地引线辐射出来UItF信号监测变压器的局部放电信号。试验研究结果表明:屏蔽完好时屏蔽室外的天线接受不到任何UHF信号;将一根距放电源200mm 处的绝缘导线从屏蔽室内引出时天线能接收到由导线所辐射出的UHF信号。天线与伸出导线端的距离不同时的测量结果图5。可见天线距离引出线越近则接收的信号越强,即在变压器内部引出线的附近(如变压器内部接地引出线、高压套管末屏接地线等安置接收天线可在一定程度上接收到来至变压器内部的超高频信号。O020,4mOB l图5天线与伸出导线端距离不同时的结果5局部放电电磁波传播特性的仿真采用电磁场仿真软

3、件ANSYSI“02进行局部放电的电磁波在电力变压器中的传播特性的研究。首先对变压器油箱进行高频谐振腔的电磁场的计算分析,再对局部放电信号在变压器油中的传播特性进行仿真。176假设所建变压器油箱尺寸为600×600m×800m的封闭长方体,在变压器箱体上加PEC和趋肤(aTEll0模式的电场图(b7百110模式的磁场目圈6 TEll0模式的电磁场图谱 ！堕皇垫三堡堂叁堕皇里童些重里叁！芏兰查室垫堡奎 效应的边界条件，变压器油的相对介电常数，相对磁导率，电阻率口：× ， 箱体为热扎钢板，其相对磁导率，电导率×，计算得到阿儿。的谐振频率为 ，品质因素，。图为

4、模式的电场、磁场图谱。 变压器油中局部放电信号电磁波传播的仿真 由于局部放电信号看成是由一个点源所发出的，当介质某处有局部放电引起的电磁扰动，将会在 空间产生电磁波，而偶极子天线具有发射和接收电磁波信号的功能。因此，用电流密度为 ；卢（一）洲激励载荷加在偶极子天线上来模拟局部放电信号所激发的电磁波信号。其 中，为常数，声为真空波数。为偶极子天线的半长。 通过计算偶极子天线的在变压器油中的近场、远场和辐射图及方向增益来说明局部放电所激发的 电磁波在变压器中的传播特性。图为天线的辐射的电场、磁场、图为两个不同路径下的近场、图 （）电场图谱 围偶极子天线所辐射的电磁场 （）磁场图谱 蠢一 “。者”

5、（）路径 掣”鬟 “。 （）路径 图两个不同路径下的近电场 为两个不同路径下的远场，图为极坐标下天线的特征图。通过计算得到天线的方向性增益为 ，辐射功率为，。从图可知电场的近场、远场的传播时间比磁场的慢。图中随着近 电场路径的不同，电场可能增大，也可能减小。图中随着远电场的路径的增大，电场减小，且变化 方向一致。图极坐标下的天线特征图可以知道，在有良好的辐射性和方向性增益，且增益 在附近有畸变。图、的仿真结果与图实测的结果相吻合。从而证明仿真结果的有效性 寨囊薮拳！ （）路径 ：麟舞燃 ，：蜂娑娑娑邕 泽冀 辍 嚣 辩骣王三簿 （）路径 咚娑喾簿 ” 图两个不同路径下的远电场 中国电机工程学会

6、高电压专业委员会年学术会议论文 翁 （）方向图 。 ；点，等， 纛 一敬嘉 强 ；， （）增益图 图极坐标下的天线特征图 结论 （）局部放电信号在单一纯介质中无衰减地传播，由于电导体对电磁波有趋肤效应，局部放电信 号不能由变压器箱体泄漏出来，只能通过诸如套管的电介质法兰泄漏出来，为外置天线所接收，且变 压器局部放电信号在变压器箱体内经过复杂的折、反射的多重叠加。 （）通过试验结果和仿真结果的比较分析，在靠近屏蔽室外的固定位置进行用外置天线局部放电 信号的采集，所采集数据总不确定度可达到最低。尽量减小外置天线与变压器引出线的距离，可以提 高灵敏度。 （）通过局部放电电磁波的仿真计算，确定变压器箱

7、体的谐振频率，使采集到的局部放电信号在 超高频范围。并用偶极子天线发射的原理来等效模拟局部放电电磁波的变压器油中的传播特性。研究 发现试验结果与仿真结果的一致性，从而说明仿真是可靠性。 参考文献 【】陈国庆，龚细秀，李福祺等，变压器油中局部放电超高频检测的试验研究。高电压技术， ： 【】成永红，电力设备绝缘检测与诊断，北京：中国电力出版社，： 电力变压器超高频局部放电测量系统， 高电压技术， 王国利，郝艳捧，李彦明等， ： 【】 ， ， ： ， ， ， ： 【】 ， ， ： ： 【】唐炬，王静，李剑等，统计参数用于局部放电模式识别的研究，高电压技术： 唐炬，魏钢，孙才新等，局部放电检测用超宽频振子