变压器局部放电电气定位的分析

电工电能新技术变压器局部放电电气定位的分析桂峻峰。谈克雄。高文胜清华大学电机系，北京1841引言电力变压器的运行可靠性在很大程度上取决于其绝缘系统的件能，而绝缘薄弱环节中的局部放电现象则是影响绝缘性能的重要因素之。对变压器隐患，避免突发事故。

在变压器的局部放电检测中，般可以从各个绕组出线套管的末屏接地线外壳接地引下线以及中性点接地线等少数几个测量端获得局部放吧信号=信号从放电；原经过绝缘介质绕组等到达变卡器外部的测帚装置，即局部放电脉冲在变吒器内部传播时，必然会受到多种影响，具体现为信号能量和幅值的衰减，波形的畸变和延时等。这些影响与变压器绕组和绝缘结构。脉冲传播的路径和距离存在记关系，付此进行深入研，分析，有助于对变卡器局部放电的定位和判断。

2仿真模型为了能对变压器中的局部放电源使用电气方法来定位，需要解在不，位！发少的放电脉冲沿绕组传播龟测景点时的变化规律。探求放屯位过不同时脉冲。传播的差异。要在实际变压器上研究这种变化规律有较多困难，甚罕不可能，而仿真方法几疗灵活适应性强经济省时的特点，因此首先在仿真模型上开展研究。在进行变压器绕组暂态过程的研究时，以前所建立的些等效电路由链式电容网络构成+3，在定程度上反映了变压器绕组的特性，为了更准确地研究局部放电脉冲的传播过程，还需要更全面地考虑等效电路网络的稂成方式。

21仿真模型的建立方法仿真模增以集中参数电感电备电阻网络为擎础，要求模型在电路外特性上与变压器绕组等效。

仿真建模工作主要包括①将变压器绕组划分为若干实物单元，每个实物单元由等效网络中的个电路单元代②电路单元由电感性支路和电容性支路组成，建模时要计算各电路单元组成元件的参数；为电路单元的相互连接处称作节点编号。

将若干个线饼作为个单元来划分变压器绕组，在仿真模型即等效电路网络中，每个单元包括电感性支路和与其并联的纵电容性支路以及对地的横向电容性支路。电感性支路反映导线的自感电阻和匝间互感；纵向电容性支路反映线匝间电容绝缘漏导和线饼间电容绝缘漏导；对地横向电容性支路包括单元对变压器外壳单元对铁芯的电容。单元中这些支路的参数可根据变压器绕组的几何结构材料属性和电气参数确定45.

例如纵向电容参数是匝间几何电容，和饼间几何电容的有理式基金项目国家自然科学基金会东北电力集团公司联合资助重点项目596372，0桂峻峰1975，男，河南籍，博士研宄生，从事电气设备监测的研宄；谈克雄1937，男，上海籍，教授，博导，从事高电压技术的教学和科研工作。

在仿真分析的过程中，以等效电路中的不同节点对应绕组发生放电的不同位置，以在各个节点注入的放电脉冲电流信号模拟在该位置发生的放电。

注入的放电脉冲电流信号以冲激函数等效，分别计算各测量点所得信号的频率响应，以此作为放电脉冲传播路径的频域传递函数。考虑到变压器局部放电检测端的实际操作情况，计算中选取的测量点分别为变压器高压绕组出线套管中压绕组出线套管末屏接地引下线和高压绕组中性点接地线，其位置分别1中1和，以下分别简称为高压端中压端和中性点。

3脉冲传播的计算结果全面地分析局部放电脉冲的传播特性，需要把模拟的放电源依次从各个不同节点注入，考虑到实际可能出现放电的情况，主要针对高压绕组进行模拟计算，从高压端到中性点节点编号为23.

幅频响应，两个信号对应不同的放电部位，实线对应2个节点。可以看出，两个频谱的共同特点是在较低频段，例如于1001识2范围，幅频响应中出现多个谐振点，导致信号波形畸变；而在较高频段，频谱较为平坦，即传播过程对信号的影响基本上只是衰减。

另外，放电发生位置不同时传递函数也存在些差异。低频段的谐振特性，包括谐振频段的带宽和谐振点的幅度分布，与放电发生位置有关。对高频，的平坦毙电，端响信，魏2.2对220变压器建模和仿真计算20厘人变压器的相，其简单意共有高压中压和低压个绕组，高压和中压绕组采用连续纠结式绕制，分别有96248和94个线饼，低压绕组为螺旋层式，共55匝。

够为放电点的定位提供依据。

另外+艮据3的在高压端测得的信号1出以内的能量与放电脉冲传播距离的关系，能量可根据，31定理由幅频特性计算获得。随着传播距离的增加，测量信号的能量衰减程度逐渐增大。

研究信号能量的变化规律，也能够为放电点的定位提供依据。

4放电点定位方法不同传播路径传递函数在谐振区的不同特性，如谐振区范围谐振分量，以及高频范围的平坦的幅频特性等，都可以考虑作为电气定位方法的基础。

方法①根据不同检测点高频响应幅值比的定位；②根据信号能量的定位。

4.1根据不同检测点高频响应比值的定位对于不同传播路径传递函数所共有的平坦特性频段，考察高压端和中压端信号幅值的比例。为此，对放电信号高频段的传播进行了仿真计算，在频率范围为900阴2，求取此频段内高压测量端的信号幅值和中压端的信号幅值的仿真结果平均值，求得它们的比值片1.4为比值打打1与放电脉冲注入节点号的关系。由可5，配蓖邀电1暴薇箱8由高压端忠振，蓖电工电能新技术，1呈现单调下降趋势。

因此可以提出种局部放电的定位方法，当发现台变压器有局部放电时，依据两个测量端实测放电信号计算相应频段内的比值好，然后根据77，曲线判断放电发生部位。

4.2根据信号能量的定位当放电脉冲在高压绕组中的不同线饼注入时，对高压端和中性点所得响应的幅频特性进行分析，求出两个测量端信号能的比值与放电所在节点的关系。

量端传播时，所得信号能量之比，与放电所在位置的节点号〃的关系。可以看出，随着放电部位向远离高压端的方向变化，比值呈现单调的下降趋势。5中将位于高压绕组首末端的第1点和第23点连结，所得线段可以近似比值与位置的关系。

这两个点的比值可以方便地通过实际试验得到，所以这条线段可以由试验确定。由于该线段定量地反映了放电位置不同时测量信号某些分量的差异，因此可以用于放电的定位。当发现台变压器有局部放电时，先依据高压端和中性点实测放电信号计算传递函数的第个谱峰值之比本后根据，直线找出放电所在位置。

计算可知，散点与线段在轴方向大偏差约为4，这也就是定位的大可能偏差的电路单元数，约占整个绕组高度共有电路单元48个的8.

5试验验证对实际的变压器绕组进行了脉冲响应的试验。

电流脉冲发生器接在绕组不同线饼与地之间，模拟变压器主绝缘中的放电，在高压绕组出线套管端和接地端进行测量，从电阻传感器上获取信号。

入脉冲时，高压端和中性点测量信号的能量比值，从置的关系，在实际定位操作中确定放电的位置。

6结论研究了局部放电脉冲在变压器绕组中的传播过程。根据仿真的结果分析了脉冲传播的特性，探讨了在绕组中局部放电在不同测量点引起的测量信号在高频分量幅值能量等方面与放电位置的关系，经过试验的验证并利用结果的线性化特性判断放电点下转第47页拴，啻7小圈为实际值，线段为首末两点的连线盂庆余。电子数字计算机实时操作系统北京国防工业出版社，19979575.

王国利，郝艳棒，李彦明。电力变压器局部放电检测技术的现状和发展。电工电能新技术，20020王国利，郝艳棒，李彦明。变压器油中局部放电信号超高频特性的研宄刀。电工电能新技术，2002025257.

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