高電壓技術(shù)(2)課件

1、dAUQC000dAUQQC000CCr12021CCUUt1221GGUUt1212GGCCTBAeIURPPPPCRRCCURUII1tanrCCIIrUUSSCr/tan2222222222tan1tan11sSsSCUrCrCUrCrUrIpCtan12PPSCCC22Ptan1tanRrPRr tan2CUP 2tanPRr tantantan22112222111122112211E,EEEUEEddUddUdd得：2112EE 二、絕緣電阻和吸收比（或極化指數(shù)）的測量5106 RRk101RRPu tan的測量的測量 U G RX ZX CN ZN R3 Z3 R4 Z4 C4

2、CX 圖4-5 QS1電橋測量原理（正接線） 調(diào)節(jié)電橋平衡后有：34ZZZZNX據(jù)上式，可求得：441tanRCRCxx34RRCCNx U G RX ZX CN ZN R3 Z3 R4 Z4 C4 CX 圖4-6 QS1電橋測量原理（反接線） 1 1、 西林（西林（QS1）電橋法）電橋法NXXXCjZCjRZ111233RZ NCjRZ44112 2、 電流比較式電橋電流比較式電橋 U G CT R C A CN I2 IX CX RX n1 n2 n3 圖 4-7 電流比較儀式電橋原理圖 電橋平衡時有：221InInXxxxCjRUI1)(12NNCCRjUCjI因：可得：)(tanNCC

3、R)(12nnCCNx4.4 局部放電試驗局部放電試驗 一、局部放電基本概念一、局部放電基本概念 氣隙實際放電量 )(rsbgrbaUUCCqCCgbgbaCCCCCCtuCCCumgbbgsin)(rsbabagrUUCCCCCqrsgU-UU 視在放電量aabaUCqCC,rbgbrqCCCqqq的表達式可得：，由)UU(UrsbabaCCC)()(rsbabaUUCUCCq高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部由于各種原因，存在一些氣泡，雜質(zhì)等局部性缺陷，在運行電壓作用下，在局部缺陷處就會發(fā)生放電，稱為局部放電，局部放電并不能立即引起絕緣擊穿，但長時間持續(xù)的局部放電，會使絕緣不斷劣化最終導致絕緣事故。 通

4、過局部放電試驗，可發(fā)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部局部放電的嚴重程度，并可根據(jù)局部放電圖形判斷放電的部位。 二、二、 局部放電試驗局部放電試驗表征局部放電的參數(shù)有：視在放電量q，放電重復率N， 放電能量w等局部放電檢測主要采用下述方法：（1）脈沖電流法：局部放電時，被試品兩端會產(chǎn)生瞬時電壓變化，從而在檢測回路產(chǎn)生脈沖電流，通過檢測儀器，測出脈沖電流，以判定局部放電的強度，此法應用最為廣泛。（2）超聲波法：高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時，會產(chǎn)生聲波，通過安裝于高壓電氣設(shè)備外壁不同位置的多個超聲波傳感器，可檢測到局部放電所產(chǎn)生的聲波信號。超聲波檢測法和脈沖電流法結(jié)合，可對局部放電進行定位。 （3）無線

5、電波法：高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時，產(chǎn)生無線電波，通過安裝于高壓電氣設(shè)備內(nèi)部不同位置的電波檢測器，可檢測到局部放電所產(chǎn)生的電波信號?？蓪植糠烹娺M行定位。（4）氣相色譜分析法：對充油的高壓電氣設(shè)備（如變壓器，互感器等），由于局部放電時，會使油中產(chǎn)生各種氣體，主要是H2 ，CH4，C2H2，CO，CO2等，利用變壓器油氣相色譜分析儀檢測溶于油中的氣體組分，可判斷高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部局部放電的嚴重程度及發(fā)生部位Z M Z M Z Zm M Cx Ck U U U Zm Cx Ck Ck Zm Zm Cx CX被試絕緣 CK耦合電容 Zm檢波阻抗 M局部放電測試儀圖 4-13 局部放電試驗原

6、理接線 （a）并聯(lián)接線法 （b）串聯(lián)接線法（c）平衡接線法局部放電測試局部放電測試-脈沖電流法脈沖電流法試驗電源的獲得：試驗電源的獲得：直接通過試驗變壓器獲得（適用于互感器等小電容量設(shè)備試驗）直接通過試驗變壓器獲得（適用于互感器等小電容量設(shè)備試驗）通過串聯(lián)諧振法獲得（變頻諧振取得異頻高壓電源，參數(shù)諧振獲得工頻通過串聯(lián)諧振法獲得（變頻諧振取得異頻高壓電源，參數(shù)諧振獲得工頻高電壓）高電壓）1. 采用采用0.1HZ超低頻高壓電源（適用于高壓電纜試驗）超低頻高壓電源（適用于高壓電纜試驗） 局部放電試驗步驟和加壓時間：局部放電試驗步驟和加壓時間：1. 升壓至升壓至 持續(xù)持續(xù)5分鐘，讀取放電量及升壓分鐘，

7、讀取放電量及升壓過程中的起始放電電壓過程中的起始放電電壓2. 再升壓至再升壓至 持續(xù)持續(xù)5秒鐘，讀取放電量秒鐘，讀取放電量3. 降壓至降壓至 每每5分鐘，讀取一次放電量，分鐘，讀取一次放電量，持續(xù)持續(xù) 30分鐘，降壓至零，讀取分鐘，降壓至零，讀取 降壓過程中的熄滅電降壓過程中的熄滅電壓值。壓值。 35 . 12muu muu 135 .12muu 判斷：在判斷：在u2 加壓加壓30分鐘期間，放電量不超過允許值，分鐘期間，放電量不超過允許值，且無明顯增大趨勢且無明顯增大趨勢 u1- 預加電壓預加電壓 ， U2-測量電壓，測量電壓，um-設(shè)備最大工作線電壓設(shè)備最大工作線電壓4.5 絕緣油中溶解氣體

8、分析l由于電，熱，水分及其他因素作用。絕緣油和有機絕緣材料會分解出少量氣體，在油中形成氣泡，在油的對流，擴散時不斷溶于油中。通過對絕緣油中氣體組分及其含量進行檢測，可發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，并隨時監(jiān)視故障的發(fā)展情況。l判斷高壓電氣設(shè)備潛伏性故障的主要氣體：氫氣（判斷高壓電氣設(shè)備潛伏性故障的主要氣體：氫氣（H2），）， 甲烷（甲烷（CH4），乙烷（），乙烷（C2H6），乙烯（），乙烯（C2H4），乙炔），乙炔 （C2H2），一氧化碳（），一氧化碳（CO），二氧化碳（），二氧化碳（CO2）。）。l甲烷（甲烷（CH4），乙烷（），乙烷（C2H6），乙烯（），乙烯（C2H4），乙炔），乙炔 （C

9、2H2）四種氣體的總和稱為總烴，總烴記為）四種氣體的總和稱為總烴，總烴記為C1+C2。一、絕緣油中溶解氣體一、絕緣油中溶解氣體 二、油中溶解氣體氣相色譜分析二、油中溶解氣體氣相色譜分析二次分流器 分流進樣器 TCD Ni FID 柱1 柱2 N2(Ar) 2H Air TCD熱傳導檢測器，F(xiàn)ID氫火焰離子化檢測器，Ni甲烷轉(zhuǎn)化器圖 4-14 氣相色譜分析流程圖以高純度氮（或氫、氬）氣為載氣，將從油中脫出的氣體從分流進樣以高純度氮（或氫、氬）氣為載氣，將從油中脫出的氣體從分流進樣器注入，載氣推動樣氣分別通過色譜柱器注入，載氣推動樣氣分別通過色譜柱I和色譜柱和色譜柱II，使不同組分的氣，使不同組分

10、的氣體按先后次序排出色譜柱，實現(xiàn)了氣體組分的分離。經(jīng)熱導檢測器體按先后次序排出色譜柱，實現(xiàn)了氣體組分的分離。經(jīng)熱導檢測器（TCD）可得到反映）可得到反映H2、O2 (N2)氣體組分的電氣量。經(jīng)鎳觸媒轉(zhuǎn)換氣體組分的電氣量。經(jīng)鎳觸媒轉(zhuǎn)換器（器（Ni）、氫火焰離子檢測器）、氫火焰離子檢測器(FID)可得到反映可得到反映CO、CO2和烴類氣體和烴類氣體組分的電氣量。再經(jīng)信號放大，數(shù)據(jù)處理后，便可得到各氣體組分及組分的電氣量。再經(jīng)信號放大，數(shù)據(jù)處理后，便可得到各氣體組分及其含量。其含量。 脫氣方法：機械振蕩法，薄膜透析法脫氣方法：機械振蕩法，薄膜透析法氣體組分檢測：氣體組分檢測： TCD ， FID法；

11、法；氣敏傳感器法氣敏傳感器法三、高壓電氣設(shè)備故障診斷三、高壓電氣設(shè)備故障診斷特征氣體法特征氣體法1. 不同故障產(chǎn)生不同的氣體組分不同故障產(chǎn)生不同的氣體組分表表4-2 不同故障類型產(chǎn)生的氣體組分不同故障類型產(chǎn)生的氣體組分 表4-3 220kV及以下電壓等級變壓器、電抗器和套管油中溶解氣體含量注意值 L/L 2. 根據(jù)氣體含量及產(chǎn)期速率判斷根據(jù)氣體含量及產(chǎn)期速率判斷故障性質(zhì)愈嚴重，各種氣體含量就越高，將油中氣體含量與導則規(guī)定的注意值比較，大于注意值時，應跟蹤分析查明原因。 （1） 油中氣體注意值油中氣體注意值注：總烴-烴類氣體（甲烷、乙烷、乙烯、乙炔）含量的總和表4-4 互感器油中溶解氣體含量注意

12、值 L/L （2）產(chǎn)氣速率法為了對故障的嚴重程度作出判斷，除了看油中氣體含量的絕對之外，還應看氣體的變化趨勢-產(chǎn)氣率產(chǎn)氣率l 絕對產(chǎn)氣率每天產(chǎn)生某種氣體的平均值GtCCa12a-絕對產(chǎn)氣速率，ml/d-第二次采樣測得某種油中氣體的濃度，l/l 2C-第一次采樣測得某種油中氣體的濃度，l/l 1Ct-兩次采樣時間間隔，d;G-設(shè)備中總油量，t -油的密度，t/m3 表4-5變壓器和電抗器絕對氣速率注意值 (Ml/d)l 相對對產(chǎn)氣率每個月某種氣體含量平均增加值的百分數(shù)%1001112tCCCii-絕對產(chǎn)氣速率，%/月-第二次采樣測得某種油中氣體的濃度，l/l 2C-第一次采樣測得某種油中氣體的濃度，l/l 1Ct-兩次采樣時間間隔中設(shè)備實際運行時間，月;u總烴的相對產(chǎn)氣率大于10%應引起注意u對總烴起始含量很低的設(shè)備，不宜采用此判據(jù)表4-6 三比值法編碼規(guī)則 3. 三比值法三比值法將氣相色譜分析所得的五種特征氣體（H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6）濃度構(gòu)成三對比值，作為判斷充油高壓電氣設(shè)備故障性質(zhì)的方法，稱為三比值法。 表4-7