声发射监护分析方法在高压并联电抗器异常放电分析中的应用

声发射监护分析方法在高压并联电抗器异常放电分

析中的应用

东国鹏 耿坤

国网青海省电力公司检修公司，青海 西宁 810021

一、概述

某换流变电站750kV柴鱼Ⅱ线C相高压并联电抗器经过绝缘油色谱数据分析发现乙炔超标，初步判断内部有异常放电，采用高频局放检测仪（PD-CHECK）通过铁芯及夹件处采集的信号分析，未发现明显异常；2018年07月30日，采用美国PAC公司的声发射监护分析系统SH Ⅲ，采用了16个声发射传感器，16个传感器平均分布在高抗四周，监测局部放电情况。通过对高抗声发射数据采集，并运用信号幅值图谱、波形图谱、TAFI特征图谱等软件分析与三维定位技术，整个检测过程持续了约20个小时，现场试验结束后用撞击谱（Hit Spectrum）及特征指数（Character Index）图示化分析方法软件（AEwin for Sensor Highway Ⅲ）对采集到的数据进行了分析、处理，结合现场高频局部放电等检测手段综合判断电抗器局部放电状态。

2. 
   

3. 设备铭牌

三、检测数据

3.1超声定位检测数据

2018年07月30日至2018年07月31日，在某换流变电站，对750kV高压并联电抗器C相进行局部放电声发射带电检测，由相关技术人员完成。

750kV高压并联电抗器C相安装在室外，没有风和雨等气象条件的影响，通过后期对数据的分析，采集到的局放信号特征表现为幅值大小和能量高低具有低能量局部放电特征，在3D定位图上具有局放定位特征。

3.1.1 750kV高压并联电抗器C相高抗检测参数设置

750kV线路电抗器C相局部放电声发射检测的参数设置如下表所示。

硬件设置图

3.1.2 750kV高压并联电抗器C相高抗传感器布置

750kV高压并联电抗器C相检测时传感器被布置在变压器的外壁上。

3.1.3 750kV高压并联电抗器 C相高抗16个传感器X、Y、Z三维坐标

750kV高压并联电抗器C相检测时传感器被布置在变压器的外壁上。

3.1.4 750kV高压并联电抗器 C相高抗断铅试验数据

传感器布置完成后，对各个传感器与采集通道进行断铅试验，以检验传感器安装的可靠性与一致性，断铅试验每个通道采集的数据均大于80dB，且各通道的数据偏差小于±5dB，传感器安装校验无误。

3.1.5 750kV高压并联电抗器C相高抗检测图谱分析

传感器布线完成后，通过对该台高抗初步的测试，确定相关设置参数后，阈值设置为44dB，对该台高抗进行长时在线监测。在7月30日14时到7月31日10时的20个小时监测中，所有时间段的幅值图谱、TAFI特征指数图谱、波形图谱、频谱图谱和三维定位图的分析结果基本一致。此次以7月31号从02时00分到04时00分的数据进行分析，分析过程如下：

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2. 幅值图谱：在7月31号从02时00分到04时00分，各个通道检测到的幅值数据明显密集，数据共采集到3469366次撞击，幅值主要集中在45～60dB之间，具有低烈度局部放电的特征。

3. TAFI特征指数图谱：采集到的实时数据如下图所示，从图中可以看到，共采集到3469366次撞击，从各个通道图中可以看出，有的通道特征指数呈现整数集中特征，工频有对应关系，具有局部放电的特征。

4. 波形图谱：以下数据共采集到3469366个波形数据，多数通道波形最大幅值明显高于噪声幅值，最大幅值处波形上升时间较小，幅值最大为10mV左右，具有局部放电特征。

5. 频谱图谱：以下数据共采集到3469366个波形数据，从频谱图上可以看出，部分通道最大幅值频率点大于150kHz，具有局部放电特征。

6. 三维定位图：采集到的实时数据如下图所示，从图中可以看到，共检测到180049次定位事件，且位置具有明显的聚集效应，事件的位置聚集状态，具有固定位置定位特征。

3.2高抗短时在线监测图谱分析

传感器布线完成后，通过对该台高抗初步的测试，确定相关设置参数后，阈值设置为46dB，对该台高抗进行短时在线监测。在7月31日10时至12时的2个小时监测中，所有时间段的幅值图谱、TAFI特征指数图谱、波形图谱、频谱图谱和三维定位图的分析结果基本一致。此次以7月31日10时24分至7月31日11时43分的数据进行分析，分析过程如下：

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2. 幅值图谱：在7月31日10时24分至11时43分，各个通道检测到的幅值数据明显密集，数据共采集到1274999次撞击，幅值主要集中在45~60dB之间，具有低烈度局部放电的特征。

3. 波形图谱：以下数据共采集到1274999个波形数据，多数通道波形最大幅值明显高于噪声幅值，最大幅值处波形上升时间较小，幅值最大的为10mV左右，具有局部放电特征。

4. TAFI特征指数图谱：采集到的实时数据如下图所示，从图中可以看到，共采集到1274999次撞击，从各个通道图中可以看出，有的通道特征指数呈现整数集中特征，工频有对应关系，具有局部放电的特征。

5. 频谱图谱：以下数据共采集到1274999个波形数据，从频谱图上可以看出，部分通道最大幅值频率点大于150kHz，具有局部放电特征。

6. 三维定位图：采集到的实时数据如下图所示，从图中可以看到，共检测到865次定位事件，且位置具有明显的聚集效应，事件的位置聚集状态，具有固定位置定位特征。

三维定位图

四、结论

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2. 通过高频局放检测未发现明显异常，说明内部局放不在铁芯及夹件上，并且幅值不高，不能通过铁芯及夹件传输出来；

3. 通过对内部绝缘油的离线油色谱数据对比可以发现，内部乙炔值未出现明显增长，说明内部放电量增长量不大；

3.本次检测时间约为20个小时，能完整地反映一个用电负载周期高抗的局部放电状况。在所检测的时间内，750kV高压并联电抗器C相处于额定电压运行状态，通过对长时、短时在线监测的数据分析，从幅值、波形、频谱、TAFI、三维定位图中可以看出，C相高抗具有低烈度局部放电的特征。

五、建议

1.但由于超声波局放检测技术在现场测试过程中易受外界振动、噪声等的干扰，在判断设备是否存在故障时还得借助其他检测手段如油色谱分析、高频电流检测技术等综合判断分析，防止误判现象的发生。

2.缩短内部绝缘油油色谱离线检测周期以及带电检测周期，如果乙炔出现快速增长，或者放电幅值增大应配合停电检查。

作者简介：东国鹏（1992），男，助理工程师，大学本科，主要从事高压电气设备电气试验及带电检测工作。

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