一起110 kV GIS设备自由金属颗粒放电缺陷及解体分析案例

介绍了一起110 kV GIS设备母线PT开关气室超声波信号异常的分析处理案例。通过幅值定位、时延定位和改变设备运行状态,判断缺陷来自于开关气室内部。对局放超声波信号进行多种测试图谱分析,认为该气室底部自由金属颗粒放电是产生异常超声波信号的主要原因。经开罐检查,发现开关静触头均压罩上存在明显刮痕,气室底部存在较多黑色固体碎屑,开关安装工艺不良导致金属碎屑掉落在气室底部,产生局部放电引起超声波信号异常。该起PT开关气室放电是一起较为典型的自由金属颗粒放电案例,为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。

10 kV并联电容器组不平衡保护动作诊断及分析

针对一起10 kV并联电容器组不平衡保护动作的故障案例,通过现场对并联电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等进行诊断性试验,利用PSCAD对不平衡电压仿真计算,以及根据规程重新核算保护定值,最终确认了引起保护动作原因为该电容器内部存在故障以及不平衡保护定值设置不当。

便携式局部放电模拟放电源的创新与应用

1创新背景。电力设备带电检测是电力系统一项重要工作。而在进行带电检测工作前,需要对带电检测仪器(如超声波、特高频局部放电检测仪等)进行自身校验和自检,因此需要一个外部放电源,来确保仪器能正常使用及测试正确,防止对电力设备的带电检测结果产生影响甚至误判。

护层接地不良导致电缆零序参数异常案例分析

1电缆线路参数。电力电缆线路具有占地少、供电可靠、美化城市、保密性好等优点,在城市电网中得到了越来越多的应用[1-2]。对电缆线路参数进行测试,测试结果可作为计算系统短路电流、继电保护整定、推算潮流分布和选择合理运行方式的重要依据[3-7]。电缆线路参数与电缆本身结构参数、金属护层接地方式(单端、双端接地)、电缆敷设方式(三角形、水平)、电缆敷设的土壤环境等因素密切相关[8-9]。

基于无功环流的变压器有载分接开关缺陷分析

本文介绍了一起通过并列运行主变之间的无功环流成功发现主变有载分接开关故障的案例。首先,在SCADA系统中发现某变电站两台并列运行主变之间存在无功环流;其次,建立电路模型进行理论计算和分析,判断为1号主变有载分接开关故障使得两台主变高压侧实际档位存在差异,最后,通过停电检查验证了诊断分析,并确认为1号主变有载分接开关的传动齿轮盒由于密封较差,内部进水锈蚀后发生故障,导致调档失败。

某110 kV GIS盆式绝缘子局部放电检测与解体分析

对一起110 kV GIS盆式绝缘子局部放电的异常信号,综合利用特高频、超声波、气体成分分析以及GIS重症监护系统等多手段进行了检测和分析,并通过时差定位精确锁定了放电源位于隔离开关气室。结合特高频图谱特征以及放电源的定位位置,判断该气室盆式绝缘子附近存在绝缘类放电。经开罐检查,该气室内盆式绝缘子与隔离开关导电杆之间的胶合处存在烧蚀痕迹,胶合处的装配工艺不良使得该部位出现毛刺以及气隙,形成不均匀强电场导致局部放电。该起盆式绝缘子放电是一起较为典型的绝缘类放电案例,可以为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。

基于SCADA系统的CVT缺陷排查与分析

通过等效电路分析了电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)二次电压变化与其电容量变化的关系,结合SCADA系统中存储的线路和母线电压数据,开展了某电网100余座变电站CVT缺陷排查工作,有效避免了多起CVT缺陷扩大影响电力系统稳定运行的事故发生,通过典型缺陷解体案例的分析进一步验证了该方法的有效性,该方法的成功实践一定程度上为CVT缺陷的提前发现和及时处理提供了有效经验。

变压器油纸绝缘状态的频域介电谱特征参量及评估方法

为了区分水分和老化产物对油纸绝缘频域介电特性的影响,进一步将频域介电谱测试方法更好地应用于评估变压器主绝缘的老化状态,本文在实验室中获得了不同水分含量及老化程度油纸绝缘试品的频域介电谱特性曲线,通过分析其变化规律,提出一种采用不同测试频率点对应介质损耗正切tan?为特征参量,以区分水分和老化状态影响的评估方法,并初步给出了各参量与水分含量和老化状态的定量拟合公式。结果表明,tan?在10?3~102Hz范围内随油纸绝缘水分含量增加而增大,而老化程度增加仅影响其在10?3~10?1Hz范围内的值;不同频率点对应的tan?值与水分含量和绝缘纸聚合度的拟合曲线呈现指数函数关系。应用该研究方法对一台现场运行的电力变压器主绝缘绝缘纸的水分含量和聚合度值进行评估,初步验证了该方法的有效性。

基于扩展Debye模型的变压器油纸绝缘老化特征量研究

为了提取表征油纸绝缘老化状态的新特征量,将时域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘老化状态的无损评估,并在深入研究了不同老化状态对油纸绝缘时域介电特性影响的基础上,首先分析了油纸绝缘样品等效扩展Debye模型参数随热老化状态变化的规律,然后提取了四组可用于表征油纸绝缘老化状态的特征参量,并建立了特征参量与绝缘老化状态之间的量化关系。研究表明:扩展Debye模型等效电路参数对油纸绝缘老化状态的反映比较敏感,最小和最大时间常数分支的R、C参数均可以反映绝缘纸的老化状态;最大时间常数分支的参数Rmax和最小时间常数分支的参数Cmin与绝缘纸聚合度存在线性拟合关系,而最小时间常数分支的参数Rmin和最大时间常数分支的参数Cmax与绝缘纸聚合度具有指数函数关系;文中提取的特征量可应用于油纸绝缘的老化状态评估。

电力变压器油纸绝缘含水量定量评估的时域介电特征量

水分是影响变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了评估变压器主绝缘中的含水量,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文利用时域介电响应技术的极化/去极化电流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)对变压器油纸绝缘含水量进行了深入研究。首先,在实验室内制备了不同含水量的油浸渍绝缘纸板样品,然后,利用Matlab程序仿真了样品的实测PDC图谱并获取了扩展Debye模型参数。最后,提出了两个能够量化油浸渍绝缘纸板油纸绝缘含水量的新特征量——极化电量斜率Kp与稳定极化电量Qp-5000。分析结果表明:特征量Kp与Qp-5000对纸板样品的含水量变化非常敏感。该特征量与纸板含水量存在指数函数关系。因此,Kp和Qp-5000可以用于变压器油纸绝缘含水量的定量评估。

变压器油纸绝缘含水量定量评估的频域介电特征参量研究

水分是影响电力变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了更好地将频域介电谱法(Frequency Domain Spectroscopy,FDS)应用于变压器油纸绝缘含水量的无损定量评估,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文在实验室内制备了不同水分含量的油纸绝缘样品,并在30℃及50℃下对样品进行频域介电谱测试;为了在有限的测量频段内尽可能获得复相对介电常数(?*r)所携带的绝缘信息,本文在深入研究水分及温度对油纸绝缘?*r影响规律的基础上,提出在特征频段内采用复相对介电常数的实部积分(SRP)和虚部积分(SIP)作为绝缘纸板水分含量评估的特征参量,并给出了特征参量与绝缘纸板水分含量的拟合关系。最后,引入了'FDS曲线频率平移法'以消除温度对油纸绝缘频域介电特性的影响。结果表明:SRP在10?3~10?1Hz的特征频段内随绝缘纸板水分含量的增加而显著增大;而SIP在10?1~101Hz特征频段内也存在类似规律,通过'FDS曲线频率平移法'绘制的?*r主曲线可以消除温度对油纸绝缘频域介电特性的影响,从而提高绝缘纸板水分评估结果的可靠性。

变压器油纸绝缘老化与水分含量评估频域介电特征量

为区分水分以及老化状态对油纸绝缘频域介电响应的影响,更好地推动频域介电谱技术（FDS）应用于现场电力变压器绝缘状态的无损评估,首先在实验室制备了不同含水量、不同热老化状态的油纸绝缘样品,然后在深入分析老化和水分对频域介电响应影响规律的基础上,提出一种利用介质损耗因数tanδ区分油纸绝缘水分和老化状态对频域介电响应影响的方法,并提取了能够量化绝缘纸水分含量及聚合度的频域介电特征量。研究结果表明：提取的油纸绝缘样品的频域介电特征量在10-1~10Hz的频域范围内对水分反映灵敏,而老化仅仅在10-3~10-1Hz的测试频段内对该特征量的影响较大,该特征量在两频段范围内的最大值分别与绝缘纸水分含量、聚合度均存在拟合优度较高的指数函数关系。提取的特征量可进一步应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估。

棒-板电极直流负电晕放电脉冲过程中的电子特性研究

为了揭示负电晕放电过程的电子特性,本文对棒-板间距3.3mm,施加电压-5.0kV,大气压强1.0atm(1atm=101 325Pa),环境温度300K时的空气(N_2:O_2=4:1)负电晕放电微观过程进行数值计算,该过程主要通过求解改进的电子连续性方程、电子平均能量方程、重粒子连续性方程和泊松方程实现,计算结果表明单次脉冲的波形特性和实验结果符合较好。文中选取单次脉冲持续周期内的6个典型时间点对负电晕放电过程中的电子特性进行详细描述,结果表明:电子温度的最大值出现在场致电离区,随着放电时间的发展由阴极向阳极移动,温度值也随之减小。电子密度在阴极鞘内近似为0,在阴极鞘外层具有最大值,随着放电时间的增加,电子分布区域由阴极向阳极扩展,并且棒-板间隙内的电子密度逐渐增加。R_1和R_2分别为与N_2和O_2有关的碰撞电离反应,是电子增殖的主要过程,在整个放电过程中R_1和R_2的反应速率几乎保持一致;R_(17)是涉及N_2、N_2^+和电子的三体复合反应,在电子消散过程中占绝对优势。

温度改变方式对应用频域介电谱法评估油纸绝缘状态的影响

为研究温度改变方式对建立评估变压器油纸绝缘状态数据库的影响,以更好地应用频域介电谱法(FDS)评估变压器油纸绝缘状态,采用三电极测试系统分别在降温与升温实验中测试不同温度下油纸绝缘的频域介电谱;在分析不同测试温度及不同温度改变方式下油纸绝缘频域介电谱特性的基础上,引入应用频域介电谱法评估变压器油纸绝缘水分含量及油浸绝缘纸电导率的量化关系式,定量研究了测试温度及温度改变方式对变压器油纸绝缘状态评估的影响。结果表明:测试温度及温度改变方式对油纸绝缘频域介电谱特性影响较大;在同一测试温度下,温度改变方式主要影响油纸绝缘频域介电谱的低频段;在应用频域介电谱法建立评估变压器油纸绝缘状态数据库时,必须选择恰当且一致的测试温度及合适的温度改变方式,否则将导致评估数据库失效;研究成果也可为实验室进行变温实验时选择正确的温度改变方式提供参考。

油浸绝缘纸电劣化过程中的局部放电混沌特性

为探究油浸绝缘纸板的局部放电(PD)劣化过程,在实验室中进行油浸绝缘纸的局部放电劣化实验。以实际变压器绕组绝缘纸为研究对象,通过加速电劣化实验得到试品的平均击穿时间,拟合出试品电劣化的反幂寿命模型,确定3个实验电压。采用超高频天线采集整个电劣化过程中试品的局部放电信号,并将整个劣化过程划分为10个阶段。最后,采用混沌理论分析局部放电幅值时间序列的最大Lyapunov指数、关联维数以及Komogorov熵等特征参量在油浸绝缘纸电劣化过程中的变化规律。结果表明,随着劣化的持续发展,最大Lyapunov指数不断增大,与油浸绝缘纸电劣化状态具有明显的相关性;关联维数呈一定的波动状态,但在绝缘预击穿阶段有明显下降;劣化初期的局部放电混沌特性最强,但随后迅速下降并在劣化中前期达到最小,之后呈现稳定的小幅度增加。

油纸绝缘水分平衡样品的制备及水分评估频域特征量提取

为了推动介质响应技术应用于现场电力变压器油纸绝缘状态评估,需要在实验室可靠地建立不同水分含量且水分平衡的油纸绝缘介质响应数据库。本文提出了一种不同水分含量油纸绝缘水分平衡样品的制备方法,深入分析了油纸水分迁移过程中与平衡后的频域介质响应,然后从中提取了反映纸板水分含量的频域特征参量,并初步给出了油纸绝缘水分平衡后的纸板水分含量与特征参量之间的量化关系,最后通过Karl Fischer滴定法验证了制备方法的可靠性。结果表明：随着绝缘纸板水分含量的增加,复电容的实部C′在10^-3-100 Hz范围内明显增大,介质损耗tan？曲线与复电容虚部C″曲线均向高频方向移动;介质损耗因数tanδ、复电容实部C′、虚部C″在特征频率处（f=10^-3Hz、10^-2Hz、10^-1Hz、100Hz）均与绝缘纸板的水分含量存在明显的函数关系;本文所提出的方法可以较准确地制备出不同水分含量且达到水分平衡的油纸绝缘样品。

油纸绝缘频域介电谱的修正Cole-Cole模型特征参量提取及水分含量评估方法

为了应用频域介电谱技术实现变压器油纸绝缘水分含量的定量评估,在实验室中制备了不同水分含量的油纸绝缘样品,分析了水分含量对样品介电特性的影响规律,同时引入修正Cole-Cole模型提取了油纸绝缘频域介电特征参量,研究了水分含量对这些特征参量的影响规律。结果表明,水分含量的变化会对油浸绝缘纸板样品的频域介电特性产生较大影响,采用修正Cole-Cole模型提取的频域介电特征参量中,?弛豫时间常数??及直流电导率?dc会随着油浸绝缘纸板水分含量的增加分别明显变小和增大;对参量水分含量m.c.的初步拟合显示,??和?dc与m.c之间分别呈现指数和线性关系,可考虑作为定量评估油纸绝缘水分含量的特征参量。

现场变压器油纸绝缘时频域介电特征量提取及状态评估

油浸式变压器的绝缘状态决定了变压器的运行寿命。为将时频域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估,对一台停运的500kV变压器进行了极化/去极化电流(PDC)与频域介电谱(FDS)测量。通过时域介电谱融合理论及FDS技术提取了反映变压器油纸绝缘状态变化的时域介电特征量与频域介电特征量,并分析了其变化规律。研究结果表明,时频域介电特征量对变压器油纸绝缘的老化情况较为敏感,可定性评估变压器的绝缘状况。

基于有限元法的电力变压器绕组集总参数电路仿真建模

频率响应法常与变压器绕组等值电路结合起来共同分析变压器的频响机理和绕组状态,而绕组建模是必要的基础性工作。为此,提出了一种基于有限元法的变压器绕组建模方法。利用有限元仿真软件ANSYS Maxwell建立了电力变压器（容量为400kVA,连接组别为YNyn0）的有限元模型,结合推导的基于单饼的变压器绕组纠结和顺序缠绕方式的等值纵向电容计算方法,求解得到了变压器的主要电气参数并搭建了绕组的等值集总参数电路,然后对健康和饼间短路故障绕组进行了仿真和实测研究。研究结果表明：缠绕方式是绕组建模需要考虑的一个重要影响因素;健康绕组和短路故障绕组所得仿真和实测扫频频响曲线走势均大体一致,部分谐振点谐振频率几乎重合,前者第3、4、6、7个谐振峰值和第2、4、6、7、9个谐振谷值对应频率基本一致,最大误差为6.76%,验证了电路模型以及计算方法的正确性。该建模方法具有直观、方便、简单的特点,后期可用于探索研究更多变压器绕组变形,辅助实现故障模式识别等。

并列运行变压器电压比不一致时无功环流分析与计算

分析了变压器电压比不一致时无功环流产生的原因,针对三相三绕组变压器两绕组并列运行和三绕组并列运行的两种情况,分别介绍了无功环流计算方法,并通过分析成都电网两起并列运行变压器之间的无功环流异常案例,论证了计算方法的有效性,为后续各供电公司出现类似情况提供了经验参考。