变压器或发电机绝缘在线测试

论文变压器或发电机绝缘在线测试申请人：顾益东学科（专业）：电力系统及其自动化指导教师：金印彬2012年3月1网络教育学院毕业设计(论文)任务书专业班级电力系统及其自动化层次专升本姓名顾益东学号10017955010027一、毕业设计（论文）题目变压器或发电机绝缘在线测试二、毕业设计（论文）工作自2012年1月12日起至2012年3月26日止三、毕业设计（论文）基本要求：采用高灵敏度的传感器对变压器绝缘进行在线监测，可在运行状态下实时或定时的了解变压器的绝缘状况，以便及时采取有效的维护对策，消除潜伏性故障和缺陷，尽可能地减少停电损失。论文要求完成以下工作：1．介绍变压器绝缘研究的重要性；2.国外变压器在线监测概况；3.变压器在线监测的方法和装置；4.红外监测；5.结论指导教师：金印彬2网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：采用高灵敏度的传感器对变压器绝缘进行在线监测，可在运行状态下实时或定时的了解变压器的绝缘状况，以便及时采取有效的维护对策，消除潜伏性故障和缺陷，尽可能地减少停电损失。论文阐述了变压器绝缘研究的重要性；介绍了国外变压器在线监测概况；介绍了变压器在线监测的方法和装置。论文结构不够合理、红外检测一章内容太少，排版不符合规范。建议成绩：指导教师签名：年月日答辩小组意见：负责人签名年月日答辩小组成员毕业设计（论文）答辩委员会意见：负责人签名：年月日3论文题目：变压器或发电机绝缘在线测试学科（专业）：电力系统及其自动化申请人：顾益东指导教师：金印彬摘要论文针对变压器绝缘的在线检测,在对油中溶解气体的分析中,介绍了三比值法及故障性质的判断、油中溶解气体及总烃产气速率的应注意值;在对局部放电的分析中,介绍了电气法、超声法以及电—超声联合法;在对变压器绕组变形的检测中,介绍了短路阻抗法、低压脉冲法、频率响应法。主变压器套管介损在线监测原理及其应用研究，提出以电流和电压过零相位差为原理的在线监测介损的方法，分析了产生误差的原因及系统干扰的来源。提出了适合现场实际的抗干扰方法，通过现场实测数据说明了变压器介损在线测试的可行性。【关键词】：变压器绝缘测试可行性论文类型：研究报告案例分析其它4目录1.变压器在线监测的重要性1.1在线监测的概况1.2变压器在线监测的条件和特点1.3在线监测的对象和经济效益2国外变压器在线监测概况2.1巴西在线监测的经验2.2澳大利亚变压器在线监测2.3美国、加拿大、瑞士在线监测有载分接开关的经验2.4美国在线监测装置的特点2.5德国和加拿大在线监测系统的特点2.6国外对气体渗漏的监测2.7国外对气体含水量的监测3.变压器在线监测的方法和装置3.1变压器在线监测的原理和程序3.2变压器在线监测的范围3.3变压器在线监测装置3.3.1油中溶气在线监测3.3.2变压器油色谱在线监测3.4变压器绕组热点和变形的在线监测3.4.1变压器绕组热点在线监测工作原理3.4.2变压器绕组热点在线监测工作原理53.5变压器油中微水在线监测3.6变压器油性能指标在线监测3.7变压器漏油在线监测3.8变压器铁心在线监测3.9局部放电在线监测3.9.l局部放电在线监测原理3.9.2局部放电在线监测的超声定位3.9.3消除并抑制局部放电在线监测的干扰3.9.4国内外最新研制的各种局部放电和综合在线监测装置3.9.5利用各种传感器在线监测干式变压器外壳严重烧毁3.9.6局部放电数据处理系统的发展趋势4红外监测5.结论61.变压器在线监测的重要性1.1在线监测的概况电力变压器是输电和配电网络中最重要的设备。电力变压器的工作效率代表电力部门的财政收益。传统抛售变压器状态信息的方法是外观检查、理化、高压电气试验和继电保护。这些传统方法属于常规的试验和检测，仅仅能够提供变压器故障和事故后的滞后信息，即在事故过后才能获得状态信息。与现代化状态维护发展趋势不相适应，虽然检测方法种类很多，却不能满足对变压器进行实时状态监测的需要。继电保护装置的作用也是如此。随着变压器现代维护技术的发展，产生了状态监测。它打破了以往收集变压器信息的局限性。目前电力系统通过采用对变压器的在线监测，可以即时连续记录各种影响变压器寿命的相关数据，对这些断气的自动化处理可及早发生故障隐患，实现基本的状态维护。变压器在线监测技术的优越之外是以微处理技术为核心，具有标准程序软件，可将传感器、数据收集硬件、通信系统和分析功能组装成一体，弥补了室内常规检测方法和装置的不足。变压器综合在线监测技术通过及时捕捉早期故障的先兆信息，不仅防止了故障向严重程度的发展，还能够将故障造成的严重后果降到最低限度。变压器在线监测服务器与电力部门连接，使各连接部门都可随时获取变压器状态信息，这种方式不仅降低了变压器维护成本，还降低了意外停电率。连接到监测服务器的用户数量不限，通过防火墙可进入成套变电站。因此，变压器在线监测提高了运行可7靠性，延缓了维护费用的投稿，延长了检修周期和变压器寿命。由此带来的经济效益是非常可观的。我国从20世纪70年代采用带电测试。80年代开始实现数字化测量。从90年代开始采用多功能微机在线监测，从而实现了变压器绝缘监测的全部自动化。国内多家电力研究部门和高等院校从90年代初将研制的各种在线监测装置陆续投稿在中型发电厂和变电站，对变压器及高压电器设备的在线监测起到一定作用，尽管有2/3的在线监测装置存在这样或那样的问题，但通过在线监测，的确积累了许多实际经验。变压器在线监测系统有两种形式：集中式和分散式。集中式可对所有被测设备定时或巡回自动监测，分散式是利用专门的测试仪器测取信号就地测量。目前，集中式在线监测尚存在一定的不足。例如，测量结婚重复性较差，传感器信号失真，监测系统管理和综合判断能力不够等。但主要应属产品结构设计和质量方面的问题。尽管如此，维护变压器最佳运行和现代化管理的最佳途径仍是综合性变压器在线监测。相信通过科技的飞跃发展，变压器在一监测技术将不断完善成熟。1.2变压器在线监测的条件和特点变压器在线监测的先决条件是与计算机联网。利用IT技术通过标准化软件或浏览器获得变压器状态信息。通过系统分析、计算测到的数据，并结合专家系统做综合智能诊断。8在线监测的技术优越性主要体现在它自身具有自检功能和专家系统结合后具有综合判断故障的能力。由于在线监测的最终目的是延长高压设备的寿命，提高电力部门的供电质量和经济效益，所以在线监测装置的造价不能太高。根据国内电力部门的统计分析，如果将变压器事故率定在0.5～1%，那么，在线监测的费用则不应超过这一范围。变压器在线监测的主要特点是通过连续监测变压器一段时间参数的变化趋势来判定变压器运行状况。在线监测可以捕捉到非瞬间故障的先兆信息。它的最突出特点是可以在运行中实时监测。这是在线监测最大的技术优势。尽管根据在线监测捕捉到的动态信息对变压器内部的突发性故障进行预测存在很大的局限性，但它却是现代化状态维护的必须手段。它对于制定、布署下一步的检修计划和方案具有十分重要的现实指导意义。在互监测所采用的监测仪（如传感器等）可靠性很高，安装在变压器上不需要人去维护，具有很高的自检功能。一旦监测仪自身存在问题，可自动发出声光报警。因此，排除了常规检测方法中由人为造成的各种误差和不准确性。在线监测的周期能人为设定，范围可以从几小时至几年。1.3在线监测的对象和经济效益变压器在线监测的对象应是有问题或是怀疑有问题的变压器。在线监测的费用主要取决于安装传感器的数量。在线监测的费用不应该超出变压器的事故的损失费用。对在线监测的成本效益分析需要很多单独参数，而9这些参数很难获得，如失效概率。如果按照国内有关部门规定的事故率推算，在线监测的成本应当是一台新变压器平均价格的1%。国外经验认为，变电站在线监测的安装成本与安装的变压器台数成反比。即变电站网络越大，在线监测的成本则越低。美国和瑞士的变压器在线监测实践证明，分接开关和发电机升压变压器的监测成本是一台新变压器成本的6%左右。在线监测预防变压器失效并拖延失效时间所带来的经济效益国外称做战备性效益。德国根据在线监测的应用进行了估计，及早预测变压器故障可使维护成本降低75%，税收降低63%，每年节约的费用相当于一台新变压器价格的2%。巴西学者在2002年第39届国际大电网会议变压器组（12-110）的报告中提出，可以根据在线监测探测变压器的失效概率来计算在线监测的效益，其计算公式如下：式中P—在线监测变压器失效的总概率；—每年部件的失效率；—每个部件的监测率。10为了计算在线监测的经济效益，还必须用失效总概率乘以失效成本。即按以下公式计算：在线监测的经济效益=P×失效成本进行在线监测的经济效益分析时，还需要引用以下假定：假定在线监测装置（或系统）的预期寿命为10年，那么10年寿命期间产生的经济效益是：在线监测经济效益（10年）P×失效成本×10年=5.8%×新变压器费用/年根据以上计算可以得出，在10年内，变压器在线监测所创造的经济效益为新变压器一年费用的5.8%。2国外变压器在线监测概况2.1巴西在线监测的经验将能够监测变压器多种参数(10种)的传感器输出与现场母线端子连接。数据收集装置的模拟信号以数字形式输出，通过现场母线可传给监测服务器。以这种方式来监测变电站的所有变压器状况。这种连接方式在经济上很合算。利用干式继电器连接保护系统和控制系统。11一般情况下，在线监测安装的传感器不需要焊接在变压器上，因为放置传感器的时间大约为两天，还需要用半天时间安装电压传感器和分接开关监测模。巴西在线监测变压器的主要内容是有功部件的工作状态。例如，监测负载电流和工作电压。利用套管型电流互感器测量负载电流。将负载电流和顶部油温作为计算老化速率的原始变量。不仅评价寿命损耗，还评估变压器的瞬变过负载能力。通过高速采集负载电流信号监测绕组的机械状况可分析短路电流的幅度和数值变化。利用传感器监测油中的含量。传感器输出信号增强则表明存在局部放电或热点。分析监测信号还要结合分析油温和负载电流。利用电容性薄膜传感器监测油中的湿度。监测湿度有一定难度，因为当变压器受热时，水分会从纸中迁移到油中。纸的湿度对负载能力有影响，因为气泡的存在有一定破坏作用。利用电压传感器监测电容套管分接头电压。它和套管的电容起到电压分压器的作用。可以监测运行电压和过电压。电压传感器的输出与峰值采样器相连，以便能够同时测量过电压幅度。监测过电压幅度和波形对于预防变压器绕组故障十分重要。利用传感器监测套管电容变化。由于套管金属箔出现局部闪络，虽然闪络并不立即导致套管的突然失效，但闪络会逐层破坏绝缘性能，直到最12后层电压应力很高时，出现击穿。通过将一个电压传感器的输出与另两个相位的平均值相比，可以测出套管电容变化的增量。利用传感器监测油浸套管的压力。当油浸套管油压力下降时，会导致内部绝缘击穿。油的压力取决于温度。每相的压力与另外两相压力进行对比后，可发现是否存在问题。如果套管存在渗漏，正常的内部压力将会降低，因此监测系统会自动发出报警信号。利用传感器监测有载分接开关的位置和操作电流能够判定分接操作次数和总的操作电流。由于分接开关触点的磨损是操作负载电流的函数，因此，监测这一参数的变化很有意义。分接开关的失效常常是机械故障所致。例如，弹簧失效、触点粘合，齿轮磨损和驱动机械的故障。通过测量分接开关的功率损耗，可以了解分接开关的机械和控制状况。监测功率损耗可以捕捉每个分接变换期间的变化，监测的特征参数是冲击电流的时间、总的操作时间和功率损耗幅度。利用传感器监测冷却器。由于一台风扇的失效不能直接导致油温升过高，并且这个问题难于被发现。只有通过在线监测。此外，在线监测还可监测冷却器的污染。监测系统的热监测模式可以指示冷却系统风扇、泵、冷却器污染、密封阀门的故障。监测冷却系统的成功率是100％。2.2澳大利亚变压器在线监测澳大利亚变压器在线监测系统是将单独的在线监测装置安在主变压器上。采用传感器测量各项功能参数。为了便于数据分析，还安装有遥控分13析装置，下载各种数据。监测中心会自动搜集接收来自遥控系统的数据量，提供软件分析和诊断。监测系统可以