穿心传感器 干式变压器局部放电监测系统 对主变的绝缘状况及发展趋势分析判断

干式变压器局部放电监测系统 对主变的绝缘状况及发展趋势分析判断

电力变压器的可靠运行取决于其绝缘的可靠性。带电测量和现实运行条件下，对变压器进行在线监测，对主变绝缘状况反映比较及时、准确的局部放电在线监测

其可对运行变压器的当前状态及发展趋势进行分析判断，对设备运维提供决策参考，对潜在故障判断提供依据

★华世智能HS-6003干式变压器局部放电监测系统

☞采用脉冲电流法检测 变压器局部放电产生的脉冲电流信号（IEC60270标准），实现变压器的局部放电的在线监测

☞利用高频脉冲电流传感器 ，结合绝缘状态监测系统传感、在线抗干扰、在线高速数据处理分析

★ 华世智能HS-6003系统基于状态在线监测的电力设备状态检修 ，与传统的预防性试验的检修方式相比较，具以下优势：

➣提供不间断的实时工况检测

➣预诊断告警，防故障性灾难的发生，降低或避免损失

➣设备使用寿命增加，可用率提高

➣降低维护成本，降低故障率，减少设备停运时间

➣HS-6003系统可在设备运行的状态下进行，无论采用在线或离线局放，监测时无需停机，只要在设备承受工作电压的情况下，即可监测

➣及早发现设备缺陷，一般而言，发生故障前早期存在局部放电现象的可能性很大，如内部缺陷、悬浮颗粒等，避免大规模停机故障发生

➣抗干扰能力强，能提供较好的试验数据

★华世智能的HS-6003系统的功能：

显示工频周期放电图、二维及三维放电谱图；利用数据库，可记录、存储相关参数，并提供放电趋势分析、历史查询、预警报警及打印报表等

可定时自动监测，实现整个监测过程自动化；也可人工实时启动及关闭监测系统

可通过网络实现远程访问，既可连厂站内局域网，也可接入广域网

★华世智能的HS-6003系统特点：

抗干扰效果较强。综合应用同步采集、脉冲对比、周期性信号滤除、相位开窗、动态阈值等多项抗干扰方法，有效消除或抑制干扰

根据虚拟仪器原理，靠软件实现各种功能，便于扩展多参数监测和多台设备巡回监测，也便于维护和升级

采用穿心式传感器可开合式结构，方便安全，在设备运行条件下，可进行安装，避免停电给带来的困扰

干式固定式局放监测系统HS-6003可同时监测同一变电站的多台主变，适合安装在发电厂、变电站的中控室或继保室中。系统的控制单元、工作站安放在19”标准工业机柜中。安装在主变铁芯接地线、中性点接地线、箱体接地线上的脉冲电流传感器，将耦合到的信号，经同轴电缆，传输至局放采集器

HS-6003系统的采集器通过工业总线，将数据发送给上位机，上位机系统定时对信号进行采集处理，并将数据存入数据库。根据需要，系统亦可将数据经网络传输至远端上位机中

★可根据需求，HS-6003系统可选配增加的监测模块及主机机：

红外热成像监测模块、音频监测模块、TEV暂态地电压监测模块、高频电流信号监测模块、超高频电磁波信号监测模块、振动监测模块、臭氧气体监测模块、紫外光电晕监测模块、监测模块主机。（以上统称为“配套HS-6003系统主辅模块”）

参考阅读▼

干式变压器现有的检修及绝缘预防性试验制度可能存在的不足：

➣试验条件和运行条件有差别：离线试验不能完全反映设备在实际现场运行条件下的绝缘状况

➣绝缘故障本身有一个发生、发展的过程，与实际运行条件有关，其不易在定期的预防性试验中被准确发现。近年来的国内故障统计表明，突发性故障，在超高压变压器事故中，占有相当大的比重

➣定期大小维修和绝缘预防性试验均需停电后离线进行，试验时间长，工作量大，造成电量损失和可能的设备损害

变压器铁芯接地电流异常误判

铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯和绕在其上的线圈组成完整的电磁感应系统。电源变压器传输功率的大小，取决于铁芯的材料和横截面积。

变压器铁芯接地要点

（1）单独设置一条铁轭夹件接地引出线。因为如果发生铁芯碰到上夹件造成多点接地故障，接地电流只是在铁芯夹件内部流动，铁芯接地引出线中没有电流流过，会导致工作人员误认为铁芯没有发生故障；设置后，不论铁芯碰到夹件何位置都会通过两条接地外引线构成回路，这样在外部也就可以正确检测出接地电流。

（2）铁芯接地片放置在铁轭横截面中间位置。这样放置，不论铁轭拉带绝缘螺栓在何位置以及故障接地点在何位置，回路的最大感应电压只有匝电压的1/4，这时的最大接地电流也只有几个安培左右，较铁芯接地片放置在其它位置时要小很多。

（3）如果确实因为现场安装不便等问题需要将铁芯接地片放置在其它位置，也应将铁轭拉带的绝缘螺栓和接地片对角放置，这样可以防止大电流产生。

变压器铁芯接地电流异常误判的案例分析

1、事端经过

2015年10月21日，实验人员在220kV某变电站进行带电测验时，发现#1、#2主变铁芯接地电流分别为181.8、125.4mA，测验位置均在走漏电流传感器下方，超出了《国网山东省电力公司变电设备带电检测作业实施细则》中规则铁芯接地电流小于100mA要求。

实验人员置疑测验用的钳形电流表有问题，遂在保护室调出了铁芯接地电流在线监测数据，数据显现#1、#2主变的铁芯接地电流分别为191、121mA，相同超出规则值。

由此能够判定采用的钳形电流表无问题，实验人员又在走漏电流传感器上方进行测验，#1、#2主变的铁芯接地电流分别为0.9、0.8mA。

2、原因剖析

走漏电流传感器下口的铁芯接地电流测验数据与在线监测体系数据较吻合，阐明走漏电流传感器是正常的。实验人员仔细查看了走漏电流传感器的装置，发现变压器铁芯接地扁铁与走漏电流传感器紧紧地贴在一同，在接地引线扁铁与传感器触摸部位，传感器外表的绝缘漆已磨损，显露金属部分，如图所示。

由于接地线扁铁和穿心传感器金属部位接触，将钳形电流表钳在传感器下端测试时，测试电流包括接地扁铁中电流I1和穿心传感器线圈中感应电流I2，I2数值较大，导致现场测试电流超标。

于是试验人员将用纸和矿泉水瓶盖将变压器铁芯接地扁铁与泄漏电流传感器隔开后进行测试，测试数据为1.9mA和0.8mA，符合规程要求。确定铁芯接地电流在线监测数据超标是由泄漏电流传感器与将铁芯接地扁铁贴在一起所致。

3、现场处理情况

针对接地引下线扁铁宽度大，容易与穿心传感器摩擦使传感器表面的绝缘漆磨损，导致接地扁铁与传感器裸露金属接触，造成线圈中产生感应电流，引起测试值偏大这一现象，检修人员通过旁路接地，将接地扁铁穿过穿心传感器部分改造成图所示圆形接地棒，彻底解决了接地引下线扁铁与穿心传感器摩擦的问题。

改造后，用钳形电流表测试，不管钳在穿心传感器的上部与下部，数据均一致。

4、建议

在发现类似问题时，将表计放置在穿心传感器线圈上部，消除传感器外壳感应电流的影响，必要的话对接地引下线扁铁进行改造。

铁芯接地电流在线监测数据在一定程度上可反映设备状况，应加强对在线监测装置进行及时的维护检查。

330kV变压器铁芯接地电流异常的分析和处理

1、基本情况

该变压器为特变电工沈阳变压器集团有限公司2007年8月出厂的36万kVA自耦变压器，型号：OSFPS9-360000/330GY，出厂编号为06B12194，无载调压变压器。

该变压器铁芯为解体式铁芯，如图1所示，四个铁芯组成三相五柱式铁芯，便于运输和安装。

图1变压器铁芯结构

铁芯1、2.3、4之间为6run的纸板绝缘，夹件与铁芯之间绝缘材料为2rum绝缘纸板加10mmn绝缘垫块。。

2、故障现象

该变压器铁芯2 3接地电流从了月上旬开始呈增长趋势，随后夹件接地电流也呈增长趋势。到7月中旬，铁芯23接地电流达到19A左右，夹件接地电流达到33A左右，具体情况如表1所示。

7月30日取油样进行油色谱试验，总烃值为296.3μL/L，超过注意值（150μL/L），主要增长部分为甲烷和乙烯，利用三比值法分析为内部存在过热性故障。综合各方面情况，初步分析判断为多点接地故障。

鉴于夹件接地电流受变压器所带负荷影响较明显，其过热点仅限于故障点和夹件焊接点，没有铁芯接地造成的危害大。同时由于时值盛夏用电高峰期，不适合停电处理，现场决定在铁芯接地引出线处串入限流电阻，同时铁芯、夹件接地电流测量改为每2小时一次，减小引发变压器事故的风险。

加装限流电阻后，铁芯2、3的接地电流减小到34mA左右，夹件接地电流呈“时大时小”的变化规律（如图2所示），变化范围从10.7mA到30.7A之间。

根据铁芯2、3接地电流基本相等和夹件接地电流变化情况推断变压器可能故障原因为：铁芯2、3之间由于运行振动导致绝缘纸板破损，铁芯2、3之间短接，造成铁芯多点接地，继而破坏了夹件与铁芯之间的绝缘。

3、故障分析和处理

9月，该变压器停电内检，用2500V兆欧表则得铁芯各部分绝缘电阻如表2所示。接地线全部打开测试时，铁芯23之间绝缘电阻为零;接地线依次打开测试时，铁芯23对地绝缘电阻为零，证明了铁芯2、3之间短接的推断。。

从内检时拍摄的照片（如图3）可以看出，铁芯23端部之间的距离明显过近，间接证明了短接的推断。根据生产厂家技术人员分析，铁芯上下端部为绝缘薄弱点，由于铁芯2、3之间的短接引起的多点接地造成环流，导致铁芯与夹件之间产生可逆的绝缘损坏，造成夹件接地电流时大时小的异常情况。，

由于现场不具备维修条件，返厂维修费用较高，并且变压器铁芯2、3已形成短接，决定将铁芯2的接地线打开，使铁芯2 3只形成一个接地点，避免多地接地情况出现，同时保证铁芯与夹件间绝缘不被损坏。

图3 变压器内检铁芯2、3照片

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