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一、局部放电严重程度判别
有关局部放电的标准和规程中对局部放电的描述参数是局部放电量q(视在放电量)、放电相位和每个周波的放电次数n。人们习惯于根据这些参数来判断局部放电的严重程度,尤其是局部放电量。在GIS局部放电特高频在线检测技术中,人们也期望得到有关放电量的数据。然而,就特高频传感而言,检测信号的大小不仅与局部放电的真实放电量有关,还与放电源的类型和形状、特高频信号的传播路径等因素有关,因此,简单的对监测信号的大小进行防电量标定是无意义的。
目前,对特高频传感下GIS局部放电的标定及严重程度的判断仍没有成熟的方法和规程,有待于进一步研究。以下是可能的途径:(1)建立基于放电信号幅值测量、放电定位和放电类型判别的综合判断方法;(2)根据局部放电发展的历史数据和趋势进行判断。为了实现这些目标,需要积累大量的实验室试验数据和现场数据。这方面有待于进一步的工作。
二、故障信号特征
以发电机为例,当采用端部(便携式)电容传感器进行局放测量时,对于正常的发电机,测试数据一般为10~20mV;而有故障的发电机为50~500mV。通常6kV以上的发电机其局部放电量超过100pC,甚至可以达到1000000pC;内部放电脉冲的持续时间很短,只有几个纳秒(ns);故障放电脉冲频谱从几kHz到1GHz;通常出现在外施电压的0°~90°,180°~270°,脉冲幅值中心分别为45°和225°。如果放电发生在两相绕组或线圈之间,则可能产生30°的相移。内部放电正负放电脉冲次数和幅值基本相同,正负半周对称性好;槽放电正放电脉冲比负放电脉冲次数多幅值大,均为负放电脉冲的2倍以上;端部放电正负放电脉冲极不对称,正放电脉冲幅值大、数量少,负放电脉冲幅值小、数量多; 断股电弧放电幅值高(放电强烈),但电弧放电不存在固定的间隙,无固定的放电相位(外施电压为交流电压),重复性差,且受负荷的影响。电弧放电与前三类故障放电相比有较大差异,一般采用频域识别。通过对大型发电机(600MW~850MW)绕组传输特性的分析,得出了监测电弧信号的谐振频率为1MHz数量级,在线监测的数据统计分析表明,RFCT(Radio Frequency Current Transformer)监测断股电弧放电读数受负载变化的影响,但对无断股电弧发电机(600MVA~850MVA)电压表读数在300μV以下;如果电压表读数上升到500μV~1000μV表示电机中有低水平断股电弧放电;若读数在3000μV以上表示发生多股线断股放电故障。故障放电的特征也可以用φ-q-n三维谱图表示。三维谱图可以更形象、直观地表示放电特征(放电幅值、相位、重复率三者之间的关系) 。
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