《智能局放仪》电力调试标准产品

在山东1000千伏昌乐变电站，一组基于声学回波原理的油枕油位监测传感器完成安装调试。这是国网山东省电力公司在特高压变电站应用声学回波式装置监测油位。

油枕油位是反映变压器运行状态的重要指标，直接影响设备**。目前，变电站普遍采用的机械式和浮球式液位计存在测量精度有限、依赖人工巡检等问题，难以及时发出低油位预警，且在安装维护方面存在一定局限。

为满足特高压变电站对可靠性的严苛要求，国网山东电力研发团队自24年6月起开展新型监测技术研究，借鉴蝙蝠回声定位原理，研发出基于声学回波原理的油枕油位监测传感器。该传感器集定向发声、界面反射、精准收音等功能于一体，可实现不停电非接触式安装，对特高压主设备零干扰，而且数据采集精准、实时在线。

“这套传感器实时采集特高压变压器的油位、油温等关键参数，并自动上传至监控系统。就像给变压器戴了一款‘智能健康手环’，运维人员通过主控室终端即可掌握设备运行状态，实现了变压器油位数据的远程监测。”

第1章  局放理论概述（WBTCD-9308《智能局放仪》电力调试标准产品）

在开始我们的实验以前，我们首先应该对局部放电有个初步的了解，为什么要测量局部放电？局部放电有什么危害？怎样准确测量局部放电？有了上述理论基础可以帮助我们理解测量过程中的正确操作。

一、局部放电的定义及产生原因（WBTCD-9308《智能局放仪》电力调试标准产品）

在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，但尚未击穿，（即在施加电压的导体之间没有击穿）。这种现象称之为局部放电。局部放电可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体的表面上和内部，发生在表面的称为表面局部放电。发生在内部的称为内部局部放电。而对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称之为电晕。由此 总结一下局部放电的定义，指部分的桥接导体间绝缘的一种电气放电，局部放电产生原因主要有以下几种：

电场不均匀。

电介质不均匀。

制造过程的气泡或杂质。经常发生放电的原因是绝缘体内部或表面存在气泡；其次是有些设备的运行过程中会发生热胀冷缩,不同材料特别是导体与介质的膨胀系数不同，也会逐渐出现裂缝；再有一些是在运行过程中有机高分子的老化，分解出各种挥发物，在高场强的作用下，电荷不断地由导体进入介质中， 在注入点上就会使介质气化。

二 、局部放电的模拟电路及放电过程简介（WBTCD-9308《智能局放仪》电力调试标准产品）

介质内部含有气泡，在交流电压下产生的内部放电特性可由图1—1的模拟电路(a b c等值电路)予以表示；其中Cc是模拟介质中产生放电间隙(如气泡)的电容；Cb代表与Cc串联部分介质的合成电容；Ca表示其余部分介质的电容。

I——介质有缺陷(气泡)的部份(虚线表示)

II——介质无缺陷部份

图1—1  表示具有内部放电的模拟电路

图1—1中以并联有—对火花间隙的电容Cc来模拟产生局部放电的内部气泡。图1—2表示了在交流电压下局部放电的发生过程。

U(t)一一外施交流电压

Uc(t)一一气泡不击穿时在气泡上的电压

Uc’(t)一一有局部放电时气泡上的实际电压

Vc一一气泡的击穿电压

Y r一一气泡的残余电压   

Us—局部放电起始电压(瞬时值)

Ur一一与气泡残余电压v r对应的外施电压

Ir一一气泡中的放电电流

电极间总电容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca电极间施加交流电压 u(t)时，气泡电容Cc上对应的电压为Uc(t)。如图2—1所示，此时的Uc(t)所代表的是气泡理想状态下的电压（既气泡不发生击穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施电压U(t)上升时，气泡上电压Uc(t)也上升，当U(t)上升到Us时，气泡上电压Uc达到气泡击穿电压,气泡击穿，产生大量的正、负离子，在电场作用下各自迁移到气泡上下壁，形成空间电菏，建立反电场，削弱了气泡内的总电场强度，使放电熄灭，气泡又恢复绝缘性能。这样的一次放电持续时间是极短暂的，对一般的空气气泡来说，大约只有几个毫微秒(10的负8次方到10的负9次方秒)。所以电压Uc(t)几乎瞬间地从Vc降到Vr，Vr是残余电压；而气泡上电压Uc‘(t)将随U(t)的增大而继续由Vr升高到Vc时，气泡再—次击穿，发生又—次局部放电，但此时相应的外施电压比Us小，为(Us-Ur)，这是因为气泡上有残余电压Vr的内电场作用的结果。Vr是与气泡残余电压Yr相应的外施电压，如此反复上述过程，即外施电压每增加(Us-Ur)，就产生一次局部放电．直到前—次放电熄灭后，Uc’(t)上升到峰值时共增量不足以达Vc(相当于外施电压的增量Δ比(Us-Ur)小)为止。

此后，随着外施电压U(t)经过峰值Um后减小，外施电压在气泡中建立反方向电场，由于气泡中残存的内电场电压方向与外电场方向相反，故外施电压须经(Us+Ur))的电压变化，才能使气泡上的电压达到击穿电压Vc，(假定正、负方向击穿电压Vc相等)，产生一次局部放电。放电很快熄灭，气泡中电压瞬时降到残余电压Vr(也假定正、负方向相同)。外施电压继续下降，当再下降(Us-Ur)时，气泡电压就又达到Vc从而又产生一次局部放电。如此重复上述过程，直到外施电压升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以达到(Us-Ur)为止。外施电压经过一Um峰值后，气泡上的外电场方向又变为正方向，与气泡残余电压方向相反，故外施电压又须上升(Us+Ur)产生第—次放电，熄灭后，每经过Us—Ur的电压上升就产生一次放电，重复前面所介绍的过程。如图1—2所示。

由以上局部放电过程分析，同时根据局部放电的特点（同种试品，同样的环境下，电压越高局部放电量越大）可以知道：一般情况下，同一试品在一、三象限的局部放电量大于二、四象限的局部放电量。那是因为它们是电压的上升沿。（第三象限是电压负的上升沿）。这就是我们测量中为什么把时间窗刻意摆在一、三象限的原因。

一、产品概述           

WBPCD-5000数字式局部放电巡检仪是测量、分析电力设备绝缘性能以及对局部放电源定位的专用仪器；本系统采用现代电子和计算机综合技术，实现信号放大（模拟、电子、数字）、滤波、数据采集、数据处理、图形显示、试验报告自动生成，从而完成局部放电的测量，分析与定位。

本仪器携带方便、测量快速，抗干扰能力强，便于现场使用。其配置的软件主要包括局部放电巡检以及局部放电定位两部分。其中局部放电巡检配置的软件具有时域图形、2D、3D统计图谱、报警历史、历史大、脉冲计数等功能，此外还可以详查分析某个相位波形，窗口随意放大和缩小，对该段数据进行频谱分析，分析放电波形的频谱含量，使放电波形之间更具可比性，统计分析试验数据，减少试验中非稳定性因素对试验结果的影响，采用自动或手动记录保存试验数据和瞬态放电波形，可对后期数据分析提供参考。局部放电定位配置的软件通过电信号和声信号的时间差对局部放电源进行精准的定位，有助于及时发现故障隐患，提高局部放电活动测量的实效性。

二、引用标准

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB 3906

局部放电测量GB/T 7354

电力设备局部放电现场测量导则 DL/T 417

高电压试验技术 第1部分：一般试验要求 GB/T 16927.1

高电压试验技术 第2部分：测量系统 GB/T 16927.2

高电压试验技术 第3 部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3

三、技术参数            

技术参数表

四、产品结构

后面板接口说明表

1000千伏大同—怀来—天津南特高压交流工程山西侧配套电源送出工程**开工建设。

据介绍，大同—怀来—天津南特高压交流工程山西侧配套电源送出工程起于装机容量均为200万千瓦的湖东电厂、同热三期电厂，止于1000千伏大同变电站，新建线路长110.409千米、铁塔275基，预计于2026年9月30日建成投运。工程将带动上下游产业投资近20亿元。

该送出工程投运后，可为大同—怀来—天津南特高压交流工程提供**可靠的电力支撑，增强华北电网西电东送的能力，每年向京津唐地区输送电量约182亿千瓦时，更好满足京津唐负荷增长需求；发挥火电机组的深度调节作用，提升晋北地区清洁能源利用率，促进新能源高质量发展。该工程还将进一步强化晋北与京津冀地区的资源优势互补和产业分工协作，促进传统产业改造提升和新兴产业融合集群发展，助力晋北地区从“一煤独大”向“多业支撑”转变。

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      0.1HZ超低频耐压试验装置;变频串并联谐振耐压试验装置，无局放试验变压器，交流耐压试验变压器;高压电抗器;大电流发生器;干式试验变压器;直流高压发生器;发电机通水直流高压发生器;变频介质损耗测试仪;回路电阻测试仪;直流电阻测试仪;全自动变比测试仪；氧化锌避雷器测试仪;互感器综合校验仪;变频大地网接地阻抗测试仪;大型地网接地阻抗测试仪；高压开关动特性测试仪;变压器油微量水分测试仪、油酸值测试仪、油色谱分析仪、油粘稠度测试仪、油燃点测试仪、SF6气体微量水分测试仪、SF6气体密度继电器校验仪、精密露点仪（微水仪）、电缆故障测试仪、交流采样变送器校验装置、矿用杂散电流测试仪、蓄电池容量恒流放电测试仪、感应式轴承加热器、真空度测试仪;微机继电保护测试仪;（工频、变频）介质损耗测试仪;绝缘油介电强度测试仪;多功能真空滤油机;变压器有载开关测试仪;高压无线核相仪;变压器电参数测试仪; 三倍频电源发生器；多倍频电源发生器；变压器容量测试仪、变压器变比组别测试仪、发动机交流阻抗测试仪、高压断路器机械特性测试仪;模拟断路器校验仪;伏安特性测试仪;绝缘电阻测试仪;数字式高压兆欧表;接地电阻测试仪;三相相序表;三相电能表现场校验仪、三相相位伏安表、防雷原件测试仪、绝缘板绝缘制品、变频法工频线路参数测试仪、三相电容电感测试仪、电容电桥测试仪、无线高压变比测试仪、高压验电器、SF6气体泄漏监控报警系统、高压电缆在线监测系统、微机消谐装置、容性设备介质损耗带电测试系统、漏电保护器测试仪、漏电流监控记录仪、母线槽、滑触线、电热管其他工控系统及装备。

串联谐振耐压装置、大电流发生器、升流器、试验变压器、直流高压发生器、变比测试仪、直流电阻测试仪、继电保护测试仪、高压开关测试仪、伏安特性测试仪、真空度测试仪、氧化锌避雷器测试仪、回路电阻测试仪、变压器电参数测试仪、变压器容量测试仪、局部放电测试仪、超低频发生器、电容电感测试仪、介损仪、电能表校验仪、色谱仪、核相仪

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