典型变压器故障分析与在线监测毕业论文

1、 专业： 请 输 入 专 业 学生姓名： 指导教师： 请输入指导教师 完成时间： 2021年4月5日 毕业论文典型变压器故障分析与在线监测 毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版

2、和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少

3、于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用a4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要随着电力系统输变电电压等

4、级的不断提高,系统容量的不断增大,作为电力系统主设备之一的变压器的健康状况也越来越为人们所重视。为了保证变压器的健康、安全、稳定地运行,加强电力变压器在运行过程中的监测和维护,进行电力变压器的故障诊断与分析就显得尤为重要。 本文首先对电力变压器的故障种类、成因进行了分析和总结,对电力变压器运行中的状态判据进行了研究；其次,对实际运行过程中出现的几个故障问题,根据其故障时的特征量和故障性质中的信息量进行了深入的分析和研究,并采用诊断的方法提出了解决这些问题的方法以及途径；再次,分析了电力变压器故障检测的现状,提出了基于现有的在线监测、检测手段,结合变压器的生产运行记录、大修后首次试验值、历次检修

5、记录、在线监测记录等资料,对变压器运行过程中的油气量和电气量等参量进行综合分析的电力变压器状态监测和故障诊断的方法,同时,针对变压器状态监测方面存在的不足提出了自己的见解。关键词：电力变压器，故障诊断与分析，在线监测 abstract with the power system voltage power transmission and continuous improvement,increasing system capacity, as power systems, one of the main equipment of the health status of the transf

6、ormer is also more and more importance for the people. transformer in order to ensure the health, safety and stable operation, to strengthen the power transformer to run at in the process of monitoring and maintenance, power transformer fault diagnosis and analysis is particularly important. this ar

7、ticle first power transformer fault types, the causes are analyzed and summed up the power transformer in the operation of the status criteria have been studied; secondly, the actual process of running some fault problem, according to the characteristics of its failure capacity and fault information

8、 of the nature of an in-depth analysis and research, and adopt an integrated approach to the diagnosis of a solution to these problems as well as the way; once again, an analysis of power transformer fault detection of the status quo, based on online monitoring, detection means, through the factory

9、tests, acceptance of the transfer, production records, overhaul the value of the first test, all maintenance records, monitoring records and other information online, transformers running in the process of the volume of oil and gas and electrical parameters, such as a comprehensive analysis of power

10、 transformer condition monitoring and fault diagnosis method. at the same time, for transformer condition monitoring gaps put forward their views. key words： power transformer ，fault diagnosis and analysis ，on-line monitoring目录摘要abstract1绪 论11.1选题背景及其意义11.2国内外发展动态及现状21.3本课题研究的内容32电力变压器的常见故障及特征42.1电力

11、变压器简介42.2变压器故障的类型及产生的原因42.2.1变压器故障特点42.2.2变压器的故障类型及产生的原因53变压器油中溶解气体的检测与诊断93.1变压器油中气体产生的原因93.2变压器油中气体组分93.3变压器不同状态下油中气体的含量93.4变压器内部故障类型与油中气体含量关系113.4.1过热性故障113.4.2电性故障113.4.3受潮1235油气分析与故障诊断123.5.1故障类型的判断124变压器在线监测174.1变压器在线监测技术174.1.1变压器油色谱在线监测技术174.1.2变压器局部放电在线监测技术194.1.3变压器铁心接地电流在线监测技术224.1.4变压器套管在

12、线监测技术234.2提高在线监测技术应用水平的几点建议235总结与展望255.1总结255.2展望25致谢27参考文献281 绪论1.1 选题背景及其意义 工业革命的出现和发展，表现在各种工业设备的大量应用，设备的使用必然伴随着维修活动。早期的设备维修是设备操作与使用中的一种技艺，随着科学技术的发展和生产自动化程度的提高，维修活动愈显得重要和不可或缺。电力设备的维修一直是电力企业不可缺少的一项重要活动，并较早的把维修活动从设备运行、操作中分开，形成专门的维修人员和组织。然而，随着电力系统容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响越来越大，电力用户对系统的安全运

13、行和可靠供电也提出了越来越高的要求。早期电力设备采用的是故障后维修的方式，即使用设备直到它发生故障后进行维修，因此，对于大型设备，发生突发性事故将造成巨大损失。其后，发展为对电力设备进行定期检验和维修，即预防性维修。但存在很多不足之处：(1)需停电进行维修，但有不少设备受生产制约，轻易不能停止运行。(2）停电后设备状态和运行中状态不一致，影响判断的准确性。(3）采用这种检修模式容易造成设备的过修或欠修。实践证明，电力设备的大多数部件的故障模式有一个发展的过程，即在设备或部件功能丧失之前，有迹象表明或征兆出现，可以根据这些迹象或征兆所表现出的物理、化学状态特征或工作参数的变化来判断：设备故障功能

14、是否即将发生。特别是设备部件的磨损、疲劳、电气绝缘的受潮、老化，接触导体发热、烧蚀，部件失调等等，这些故障模式大都存在由潜在故障扩大、发展到功能故障。基于这一认识，为满足电力设备的运行要求，出现了一种新的检修策略电力设备状态检修。所谓状态检修就是指根据设备的运行状态和健康状况而执行检修的预知性作业。 随着电子技术、计算机技术、光电技术、信号处理技术和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线或离线的检测和监测，及时地取得各种信息即使是很微弱的，对这些信息进行处理和综合分析后，根据其数值的大小或发展的趋势，可对设备的可靠性随时作出判断和对设备的的剩余寿命作出预测，从而及时地发现潜在故障，必要时可

15、提供预警和规定的操作。本课题的意义在于通过对变压器的监测与故障诊断进行概括分析，为实现状态检修提供理论依据。1.2 国内外发展动态及现状 状态检修（cbm，condition based maintenance）或预知性维修（pdm，predictive diagnostic maintenance），这种维修方式以设备当前的实际状况为依据，通过高科技的检测手段，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障严重程度及发展趋势作出判断，从而确定最佳的维修时机。状态维修始于1970年，由美国杜邦公司i.d.quinn首先倡议。到上世纪80年代，随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用，在线诊断技术才

16、真正的得到迅速发展。1986年美国epri所属的监测与诊断中心（m&i）在美国费城成立，研究发电厂变电站的在线和定期监测诊断技术，与艾迪斯通电厂开展状态维修工作，振动分析、声像分析、化学分析、热成像技术及应力应变测量等的应用，取得较好成绩。根据这些监测所获得的数据，结合设备的运行维护数据、设计参数等信息，进行综合分析，从中得到有关设备的状态信息，并对该厂设备状况进行评估和论证，以分析、判断设备目前的状态是否超过警戒线，对发展趋势、维修成本进行综合分析，提出建议和报告，推动开展状态维修。大电网会议发表了关于电气设备绝缘诊断技术的综合性论文，对截止上世纪80年代末在这一领域的研究成果作了系统的总结

17、。 我国电力企业与上世纪80年代末开始试行，之后有少数电力企业开始应用，特别是绝缘在线监测技术的探讨，同时一些在线监测装置仪器在实践中获得应用，积累了一定的经验。由原电力部主持，先后三次（分别在安徽、湖北、广东三省）召开了“全国电力设备绝缘带电测试、诊断技术交流会”，之后国家电力公司安运部在上海又召开了电力设备实施状态维修研讨会，对如何实施状态维修，实施状态维修的目标，指出现行我国电力设备的预防性计划检修所存在的检修周期短、检修工期长、检修费用高等问题，提出电力设备实施状态维修的必要性和如何积极稳妥地实施检修体制改革的必要性。电力变压器是电力系统不可或缺的重要设备，其运行状态的好坏直接影响到电

18、网的安全运行，因此对电力变压器进行在线监测，及时掌握设备的运行状态，一直是电力工作者的梦想和追求。电力变压器的在线监测具有明显的经济效益，可将传统的定期维护转为状态维护，从而提高电网的安全运行。目前，变压器的状态监测是国际上研究最多的对象之一。1.3 本课题研究的内容论文共分五章，第一章为绪论部分，阐述了本课题研究的意义、背景以及电力变压器在线监测和故障的诊断；第二章对电力变压器的常见故障及特征、故障原因以及目前常用的电力变压器故障的检测与诊断方法进行分析；第三章主要介绍油性能指标在线监测及故障诊断方法；第四章针对目前电力变压器实际出现的故障多为突发性故障而常规诊断方法无法正确解决的情况，提出

19、了在线监测技术；第五章是总结和展望部分，对本文的成果和不足分别进行介绍。2 电力变压器的常见故障及特征 2.1 电力变压器简介 电力变压器的结构由变压器本体和变压器附件这两大部分构成。变压器本体的主要部件包括以下几个部分：变压器器身（线圈、铁心及其夹紧装置等构成），用于容纳变压器油的油箱，变压器附件（是指变压器套管、变压器油枕、有载分接开关、变压器冷却系统、变压器本体保护装置及其测示仪表等）。变压器在国民经济各部门应用推广，为适应不同的使用目的和工作条件，变压器的类型很多，且各种类型的变压器在结构上、性能上的差异很大。一般按照变压器的用途进行分类，也有按照结构特征、相数多少、冷却方式进行分类的

20、。按用途分：变压器分为电力变压器（升压变压器、降压变压器、配电变压器），特种变压器（电炉变压器、整流变压器）；按照电力变压器冷却和绝缘介质的不同，可归纳为三大类：油浸变压器等、仪用变压器（电流互感器和电压互感器）、实验用的高压变压器等。按绕组分，变压器分为双绕组、三绕组和多绕组变压器；按相数的多少，分为单相变压器和三相变压器等。2.2 变压器故障的类型及产生的原因 2.2.1 变压器故障特点 电力变压器是重要的供电设备，尽管制造过程有严格质量标准与控制，制造工艺和经验都已较成熟，但仍存在一定的年故障率，且故障率大小与变压器容量和结构有关系。 （1）变压器的故障率随着额定电压的增高而增加。无论从

21、全国，还是区域电网的统计数据可以看到，220kv及以上变压器其故障率达到百台年几次，而配电变压器则在千分之几的数量级，35110kv变压器的故障率则在这两者之间，其原因是变压器故障主要是绝缘问题，而电压等级愈高，相应的绝缘材料、绝缘工艺等要求也愈多，其过电压的欲度较小，因而总的来说，绝缘引起的故障明显增加。（2）变压器的故障率随着变压器的容量的增大而增加。容量显著增大后，其结构变得较复杂，变压器的散热问题，过载问题也变得突出，变压器的组件、部件相应增加许多，如冷却器系统等，这些原因均使变压器故障的机率增加。 2.2.2 变压器的故障类型及产生的原因（1）变压器的过热故障是最常见的故障之一。因为

22、其在运行中缺乏监视，巡视检查不到位使其过载的情况得不到及时掌握和控制。在正常运行负载下，其发生过热故障主要原因有： a、绕组过热。因绕组的制作工艺，如端部或换位等绝缘处理不良造成局部放电、短路;绕组的冷却油路堵塞，使绕组绝缘老化严重，绕组内部温升较高，局部出现过热等。 b、分接开关接触不良。由于频繁调压，负载电流增大调压开关的触头之间机械磨损、触头污染，因电腐蚀及电流热效应使弹簧的弹性变弱及检修工艺不良等，使开头的触头压力减少，接触电阻增大，局部发热，从而加剧触头电腐蚀及机械变形等，如此恶性循环，使变压器氧化、接触电阻增大，造成变压器过热故障。 c、引线故障。主要有引线分流故障，因装配、检修等

23、不良使引线导线绝缘破损，造成裸铜线与套管的铜管内壁相碰，产生分流放电而过热;引线的接头过热或因套管将军帽接触不良造成引线过热故障;还有引线的断股、焊接工艺不良等造成引线过热故障。d、漏磁导致的故障。在大型变压器、互感器中由于杂散损耗很大，在其铁芯的夹件拉杆等个别部位产生局部过热。 e、变压器冷却装置故障。冷却装置的风路、油路堵塞引起过热现象时有发生，其原因有冷却装置的电源故障或油泵异常使油流速度和流量减少、或散热器风道缝隙被杂物堵塞（散热器长期未清扫易发生此情况）严重影响变压器正常散热，使变压器油温明显上升，而负载并没有多大变化，此外还有冷却风扇故障、反转或自起动装置失灵、定值错误等都会使变压

24、器油温上升。 f、变压器铁心多点接地。正常运行时铁心必须是一点接地，以消除铁心上形成悬浮电位的可能，但铁心发生两点及以上接地时，由于处于高电磁场强之中，铁芯间不同地点受电磁场强不一样，因而会有不均匀的电位，使接地点形成环流，造成发热故障，引起局部温升。 （）变压器短路故障，指其出口或近区发生短路引起的故障。该异常运行是在其运行中常有的。据有关资料统计，近年来一些地区110kv及以上变压器遭受短路电流冲击直接导致变压器的损坏约占全部事故的50%以上，且与前几年比较呈大幅度上升的趋势，应引起人们的足够重视。 变压器突发短路可能引起绝缘热故障，因短路电流值将高达额定电流17倍以上，使绕组线圈产生很大

25、热量，线圈等绝缘材料严重受损使其形成绕组击穿损坏事故。 （）变压器放电故障主要是其内部放电对绝缘造成破坏。这是因为一方面放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并扩大至绝缘击穿，另一方面放电产生的热、臭氧、氧化氢等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介损增大导致绝缘热击穿。放电故障有两种类型：a、局部放电故障，主要原因是：油中存在气泡或固定绝缘材料中存在空穴或空腔。其介电常数小，容易引起放电，制造工艺不良，有尖角、毛刺、漆瘤等放电以及金属导体接触不良引起的放电。局部放电虽然能量密度不大，但其恶性循环会最终导致设备击穿损坏。b、闪络放电故障，因运输过程或运行中造成某金属构件接触不良而放电，因

26、调压开关调压绕组、套管端部、铁心屏蔽件、夹件等在变压器内部强磁场中形成悬浮电位而引起闪络放电。此外由于变压器油中杂质影响，杂质在强电场中被极化形成“小桥”，改变了介质电场分布，绝缘油因受游离、氧化、气隙泡增大，如果逐渐发展下去，会在气隙通道中发生闪络放电。闪络放电一般不会很快引起绝缘击穿，而可以通过油的色谱分析，局部放电量检测或轻瓦斯动作等监视、发现它。 （）变压器渗漏油故障，这种现象是变压器最常见的异常现象之一。其大多数是由于制造过程中形成的缺陷或者由于材质不良而引起的，此外因安装、检修时质量问题及环境、负载等因素影响，也会造成变压器的渗漏问题。a、变压器的焊点多、焊道长，焊接的工艺、技术及

27、材料直接影响焊接质量。b、密封材料质量低劣、老化是变压器连接部位渗漏的主要原因。变压器油箱本体以及套管、冷却系统等连接处均采用橡胶密封件连接，这些橡胶密封件长期处于高温（大于环境温度）、挤压、油浸和局部暴露的条件下，容易老化、变质、龟裂、塑性变形，以至失效，这也是造成密封处渗漏的主要原因。而材质低劣，安装检修工艺不良（如密封圈接触不平整，挤压不均匀等）是变压器早期出现油渗的主要原因。c、变压器的导电铜杆、导电铜板及安装座的铜焊处时常会发生渗漏，因铜焊的脆性较大，在安装或运行中可能发生裂缝而渗漏。 （）变压器进水受潮的故障。变压器由于进水受潮而引发绝缘事故占绝缘事故的10%20%。进水原因有：套

28、管顶部连接帽密封不良，水分沿引线进入绕组绝缘内，引起击穿事故;呼吸器的干燥剂失效；污爆管密封不严或潜水泵渗漏；油枕隔膜或胶串破损等情况，外界的潮气会通过这些途径进入变压器，使绝缘受潮。此外还有检修过程中，器身暴露空气中时间过长，空气中温度过大造成绝缘受潮。 （）变压器绝缘故障。变压器的寿命主要取决于变压器使用的绝缘材料的寿命，实践证明大多数变压器的损坏和故障大都是因绝缘系统损坏而造成的，据统计变压器绝缘故障形成事故约占全部变压器事故的85%以上。一般变压器的预期寿命2040年，但由于实际运行的负载较额定值为低，温升的累积较设计值低，因而变压器的实际寿命的预期的要长许多，现场运行经验表明，维护得

29、好的变压器实际寿命可达5070年。绝缘性能劣化包括纤维脆裂，即受热过度，使水分从纤维材料中脱离，或长期受热，纤维中的水分被进一步排出，其结果使纤维材料脆化，纤维材料的机械强度下降。纤维材料在脆化后收缩，使绝缘垫块失去夹紧作用。变压器的性能下降主要有污染和劣化两个方面。 油污染是变压器油混入水分和杂质，使其绝缘性能大为降低。其原因主要有安装、检修过程中，一些杂质混入油中；另一方面运行中密封不良，（如通过油枕、呼吸进入潮气，使油中含水量过高）。油的劣化则是油的氧化过程的结果，早期劣化主要是油中生成的氧化物与绝缘纤维材料反应生成氧化纤维素，使绝缘强度变差。而后期劣化则主要是酸浸蚀铜铁、绝缘漆等。反应

30、油泥，它是一种聚合性导电物质，能适度溶解于油中。在强电场作用下，油泥的反应生成速度加快，粘附于绝缘材料或变压器箱壳边缘，影响变压器的散热，又加速了绝缘材料老化。影响变压器绝缘的主要因素还有温度、湿度、过电压、氧化等。首先是温度的影响：国际电工委员会（iec）认为a级绝缘的变压器在80140的温度范围内，温度每增加6,变压器绝缘有效寿命的降低速度就会增加一倍。其次是湿度的影响：水分将加速纸纤维素老化，降低强度，而油中微量水分会导致绝缘油产生火花放电。放电电压降低，介质损耗因素增大，进一步加速油的老化和劣化，水分是影响油的绝缘特性的重要因素之一。再次是绝缘油的氧化影响：空气中氧的渗入作用会加速绝缘

31、油的分解反应。呼吸器、油枕中油与空气的隔离方式及其隔离的完好性都会影响空气中氧与绝缘油的接触和溶解。密封（隔离）性能破坏了，会增加油中溶解的氧，油的劣化就是油的氧化过程的结果，导致了油泥形成和绝缘纤维的脆化收缩。然后是过电压的影响：雷击过电压，由于波头陡度会引起绕组的纵绝缘上电压分布不均，可能引起放电，使固定绝缘材料受到破坏。暂态过电压、操作过电压也都可能造成相间主绝缘的损伤。最后是短路电动力的影响：出口短路产生很大的电动力，使变压器的绕组变形、引线移位，从而使绝缘严重损坏，加速绝缘的老化，严重者绕组发热、绝缘损坏、拉弧、产生短路而烧坏绕组。 （）变压器铁芯故障。造成铁芯故障原因有制造安装和检

32、修过程中疏忽。将异物、杂物掉入油箱；铁心夹件、尺寸不对；铁心绝缘脱落；运输中定位钉未翻动或拆除；绝缘油泥污垢堵塞铁心散热通道；下夹件与铁轭的木垫及绝缘损坏受潮等等。 （）变压器分接开关故障。变压器的分接开关故障占有一定比例，约占全部故障的5%10%，故障停运时间占整个非计划停运时间不到5%。无载分接开关的常反映在开关弹簧压力不足，滚轮压力不足，压力不均，接触不良，接触面过小，接触电阻增大，烧伤，引线连接不良，此外分接开关相互绝缘距离不够等等。 3 变压器油中溶解气体的检测与诊断 3.1 变压器油中气体产生的原因 通常变压器选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变压器内部发生热故障、放电性故障或者

33、油、纸老化时，会产生多种气体。这些气体会溶解于油中，不同类型的气体及其比值可以反映不同类型的故障。所以对油中溶解气体的监测和分析是变压器绝缘诊断的重要内容。 3.2 变压器油中气体组分 变压器油主要由碳氢化合物组成，包括烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃等。根据研究分析，变压器发生故障时分解出的气体主要有： （1）300800时，热分解产生的气体主要是低分子烷烃（如甲烷、乙烷）和低分子烯烃（如乙烯和丙烯），也含有氢气。 （2）当绝缘油暴露于电弧中时，分解气体大部分是氢气和乙炔，并有一定量的甲烷和乙烯。 （3）发生局部放电时，绝缘油分解的气体主要是氢气、烷和乙炔，发生火花放电时，则有较多的乙炔。 3.3

34、 变压器不同状态下油中气体的含量 正常运行的变压器油中，溶解气体主要是氧气和氮气。在开放式变压器中，油中气体总含量约为油体积的10%，其中氧气为20%30%，氮气为70%80%。由于某些非故障原因，例如制造和试验过程中产生的少量气体溶于油中或为材料吸附后在运行中释放出来，正常的劣化产生少量的气体等，也能使投运前和正常运行的变压器油中含有一定量的故障特征气体。新变压器在投运前和72小时试运行期间，进行油中气体分析是很重要的。要求气体浓度不超过表31中（1）项规定的值。变压器运行半年内，烃类气体无明显增长，但氢气和碳的氧化物增长较快。这是由于制造过程中残留气体的影响。如变压器油中气体浓度超过表31

35、中（2）项规定的值，就被确认为内部有故障。运行一年的正常变压器油中，烃类气体仍几乎无明显增长，但co2增长较明显。运行时间较长的正常变压器随运行时间的增加，油中可检测出一定量的co、co2、h2、ch4、c2h4、c2h6和c3h8 ,但通常油中是不含c2h2的。 表3-1新变压器投运前后油中气体的极限浓度（）投放时间h2c1c2c1+c2总烃coco2ch4c2h6c2h4c2h2（1）投放前或72小时试运行期内50105100.5202001500(2) 运行半年内100155107。当怀疑故障涉及到固体绝缘材料时（高于200），可能co2co3=2c2h4/c2h6=101.57/36.

36、64=2.773=1得出的编码结果为0，2，1，诊断结果为中温过热故障（300700），与在线油色谱数据的诊断结果一致，由此可以看出油色谱在线监测故障诊断功能的准确性是可以保证的。4.1.2变压器局部放电在线监测技术1、变压器局部放电的原因： 由于绝缘材料在制造过程中电介质的不均匀性或绝缘体内存在一些气泡和杂质，或变压器在注油、补充油未按照规范进行，或初次投运或变压器大修后油静置时间不够，这些气泡介电常数总是小于绝缘材料的介电常数，在交变电场作用下这些气泡中电场强度高于周围介质场强，气泡就会首先放电。气泡的形成还由于导体有绝缘材料热膨胀系数不同，而出现气隙或裂缝，或绝缘材料中高分子有机材料老化

37、，分解产生气泡或高电场下介质气化等等均能产生气泡。绝缘材料中存在的杂质其周围电场分布较集中，也会出现局部放电，此外导体表面毛刺，则针尖附近的电场集中而产生局部放电。 2、变压器局部放电在线监测,能够比油色谱监测更能及时准确地反映变压器内部的放电情况,而油色谱监测需要等待气体扩散平衡后才能有所反应。国内陆续开展了变压器局部放电监测诊断技术的研究，目前在用的有:超声法、超高频法、脉冲电流法。(1)超声法:抗干扰能力强,装置简单可靠,信号较弱。近年采用光纤传感器(埋在内部)可提高灵敏度。适用于定位及电容量大的试品。(2)超高频法:抗干扰能力强,受信号传播过程的影响大,已成功地应用于gis和发电机的p

38、d监测,在变压器上使用得相对较少。(3)脉冲电流法:应用最广,是iec、gb推荐的方法。可定量,灵敏度高,获得的pd信息多,但干扰大,在线监测首先要解决抗干扰问题。3、变压器局部放电的在线监测系统 变压器局部放电在线监测系统的检测原理采用上述的电-声检测原理对局部放电进行检测和定位。利用电流传感器测量变压器局部放电产生的电流脉冲信号来确定局部放电的大小，应用超声波传感器检测局部放电产生的声信号来确定局部放电的位置，从而实现局部放电的检测与定位。通过传感器采集信号,经过前置放大后,由中央处理器处理后，最后数据输出,其原理图如下图所示。图4-1 局部放电在线监测系统原理图在上图中，超声波传感器吸附

39、在变压器本体上，收集变压器内部局部放电产生的超声波信号。高频电流传感器卡在中性线接地线上，收集变压器内部的局部放电电脉冲信号。中央处理器负责处理所有收集的信号。与检测系统相匹配的“局部放电智能分析软件系统”可以实时显示局部放电的大小和数量，以图表方式输出结果，并根据局部放电的情况对变压器的健康状态进行智能评估，得出结果，数据处理原理图如下图所示。图4-2 变压器局部放电在线监测系统数据处理原理图4、变压器局部放电在线监测系统的应用实例在昭通供电局的220kv昭通变电站采用了pdoms-831变压器局部放电在线监测系统，监测系统具有多通道(16或32)。其操作原理为将多个传感器放置在被检测的变压

40、器各个测试点上，然后与pdoms-831的通道连接。如果某个传感器发现了局部放电信号，经处理后系统智能分析软件将根据局部放电的强弱程度，如达到告警级别，监测系统将会发出报警通知用户，以达到实时监测实时告警的功能，更好地掌握设备的局部放电活动情况，有足够的时间采取相应的措施，避免更大的事故发生。在220kv昭通变电站安装了pdoms-831变压器局部放电在线监测系统，下面以220kv昭通变电站1号主变为例,说明变压器局部放电在线监测系统的应用。在220kv昭通变电站1号主变的油箱壁上安装了三个超声波传感器，其通道为1、2、3，三个高频电流传感器分别安装在1号主变外壳的接地引下线、铁心接地引下线、

41、中性点接地引下线上，其通道设置为6、7、8。由于变压器局部放电现场干扰源的复杂性，所以电流传感器安装的选位点应尽量选择靠近变压器内部容易出现局部放电的位置。应用超声波传感器和高频电流传感器取得pd信号后，经过信号处理，a/d转换后，由局部放电专家系统对放电情况进行判断，得到最终结果，用图、表的方式显示放电情况，并有报警信息，对变压器的状态进行监督，系统对变压器的监测时间段可以随意设置。由于监测结果的数据信息量大，文章篇幅有限。下面仅以2009年2月13日对1号主变的监测情况的部分主要图例，说明系统对1号主变的状态监督结果，如下图所示，图中ch1、ch2、ch3为超声波传感器通道，ch6、ch7、ch8为高频电流传感器通道。1号主变局部放电在线监测系统屏幕显示的截图图例4-3 220kv 1号主变局部放电统计图图例4-4 220kv 1号主变局部放电趋势图图例4-5 220kv 1号主变状态图注： 图例43、图例4-