局部放电的测量-变压器局部放电位置测定实例(高电压技术)

局部放电的测量

变压器超声波法定位

超声波法定位

变压器的结构复杂而庞大，定位问题显得更为突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是电测法的多端测量定位和声测法定位两种方法。局部放电产生的超声波在媒质中是定向传播，可以通过各种方法从测得的超声波信号来作图或计算出放电的位置。（1）多点测量计算方法

在变压器外壳的同一侧面上，安放m个接收超声波信息的探头，用直角空间坐标标明各探头及放电源的位置，如x1、x2和x3为局部放电点的坐标，如xi1、xi2和xi3为第i个探头所在位置的坐标。设xi4为第i个探头接收到的超声波信号的时延，x4为等值波速度，于是m个测量点可以列出m个方程在这组方程中，要求出四个未知的变量，即x1、x2、x3和x4，可以采用迭代法，由计算机求出方程组的最小二乘法最优解。这种方法最大的优点是波速不取固定数而由计算得出。要取得比较准确的结果，探头数不能太少，一般要取20个左右。（2）作图法

根据测量探头的位置和放电信号到达各探头的时延的差别，用作图的方法来确定放电的位置，由于测试的方法不同，作图法又可分为好几种，这里列举两种主要的。一种是用两个探头同时接收超声波信号，移动其中的一个探头，使超声波信号同时到达两个探头，假定超声波传播到这两个探头的速度也相等，则可以判断放电点发生在通过两个探头连线的中点，并与连线垂直的平面上。如图所示，将一探头固定在位置①，移动另一部探头到位置②时，两个探头接收到的超声波信号时延相等，则放电可能在ABCD平面上，因为在这个平面上的任何一点，到①、②两点的距离都是相等的；然后，将探头移到位置③、④，若接收到的超声波信号时延相等，则放电发生在EFGH面上，但放电点是同一个，它同时存在于这两个面上，说明它只可能发生在这两个面的相交线上，最后，再把探头放在BC线上的位置⑤、⑥，同样可以测得放电发生在IJKL面上，于是最后可以确定这三个面的交点P就是放电的位置。

如果超声波从P点传播到m点的等效速度v是已知的，则只要测出传播到m点的时延tm,就可以计算出P点位置，而不必在⑤、⑥两点进行测量或者测得出超声波传播到m点和n点的时延差值Δt，也可按下式计算出另一种方法是用多探头做V形图。在变压器的一侧，沿着两条相互垂直的x轴、y轴上安放若干个探头，每个探头测得的超声波信号时延为t，再以x轴为水平轴，t轴为其垂直轴，可画一条V形曲线，如图所示。若超声波从放电源传播到各探头的速度都相同，则V形曲线的最低点xp,即放电距离x轴的最近点，放电必发生在通过该点与x轴垂直的平面上。同样的方法可以测得并画出对应于y轴的V形曲线，由此亦可找到通过最近点yp，并与y轴垂直的平面，于是放电点要同时发生在这两个平面上，则只可能落在两个平面的相交线mn上。现假设放电发生在p点上，超声波从p点传播到xp和yp的速度为v，对应的时延为txp和typ，则可分别在两个平面上各做直角三角形mpyp和mpxp，其中ypm=xp，p=vtyp，mxp=，pxp=vtxp，于是所以包含的几何位置及时延都可以测出，无需知道超声波的传播速度，但必须满足传到各探头的速度是相同的。

通过本知识点的学习，使学生掌握局部放电定位的问题，为今后的课程学习打下了良好的基础。局部放电的测量

变压器多端测量定位

多端测量定位

变压器的结构复杂而庞大，定位问题显得更为突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是电测法的多端测量定位和声测法定位两种方法。电力变压器具有很多端子，如图所示。图中E、F为低压绕组的接头；A、B分别高压绕组的高压和中压抽头，C为高压绕组的末端，M为套管的末屏抽头（测量用的抽头）；Z1、Z2、Z3都是检测阻抗；D1、D2、D3都是局部放电检测仪；P为校正脉冲发生器。由于局部放电产生的脉冲波通过绕组转送到各测量端时，会产生不同的衰减，所以在各测量端上将会测得大小不同的局部放电信号。先用校正脉冲代表局部放电产生的脉冲，将此脉冲从不同的位置注入，在不同测量端上就会得到不同的响应，如在检测仪器D1上测得的响应为а1，在D2上测得а2，在D3上测得а3，取它们之间的比值k1=a1/a2、k2=a2/a3、k3=a3/a1。当校正脉冲是从高压端对地注入时测得的响应比值记为kA1、kA2和kA3。从低压端对地注入时，测得的响应比值记为kE1、kE2和kE3，以此类推，可以将校正脉冲从不同位置注入时，测得的响应比值列一个表，见表表13-1响应比值表注入端比值AOBOEOAEk1k2k3kA1kA2kA3kB1kB2kB3kE1kE2kE3kAE1kAE2kAE3在变压器进行局部放电试验时，假定测量系统的灵敏度保持一定，测得的响应分别为ax1、ax2和ax2，则可求得响应比值为kx1=ax1/ax2、kx2=ax2/ax3、kx3=ax3/ax1，将这一组响应比值与表中各列的响应比值相比，与哪一列的比值比较接近，放电就可能发生在靠近该校正脉冲注入的位置。假如kx1、kx2和kx3分别与kA1、kA2和kA3很接近，则放电信号传送到各测量端的衰减才会是相同的，也就是响应比值k才会是相同的。对于同一型号的变压器，可以用同一个响应比值表在确定了放电位置之后，就应在代表放电位置的校正脉冲注入端上注入已知电荷q0，并在靠近的检测阻抗上，如在Z2上，读取相应读数a2