局部放電的測量

變壓器超聲波法定位

超聲波法定位

變壓器的結構復雜而龐大，定位問題顯得更為突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是電測法的多端測量定位和聲測法定位兩種方法。局部放電產生的超聲波在媒質中是定向傳播，可以通過各種方法從測得的超聲波信號來作圖或計算出放電的位置。（1）多點測量計算方法

在變壓器外殼的同一側面上，安放m個接收超聲波信息的探頭，用直角空間坐標標明各探頭及放電源的位置，如x1、x2和x3為局部放電點的坐標，如xi1、xi2和xi3為第i個探頭所在位置的坐標。設xi4為第i個探頭接收到的超聲波信號的時延，x4為等值波速度，于是m個測量點可以列出m個方程在這組方程中，要求出四個未知的變量，即x1、x2、x3和x4，可以采用迭代法，由計算機求出方程組的最小二乘法最優解。這種方法最大的優點是波速不取固定數而由計算得出。要取得比較準確的結果，探頭數不能太少，一般要取20個左右。（2）作圖法

根據測量探頭的位置和放電信號到達各探頭的時延的差別，用作圖的方法來確定放電的位置，由于測試的方法不同，作圖法又可分為好幾種，這里列舉兩種主要的。一種是用兩個探頭同時接收超聲波信號，移動其中的一個探頭，使超聲波信號同時到達兩個探頭，假定超聲波傳播到這兩個探頭的速度也相等，則可以判斷放電點發生在通過兩個探頭連線的中點，并與連線垂直的平面上。如圖所示，將一探頭固定在位置①，移動另一部探頭到位置②時，兩個探頭接收到的超聲波信號時延相等，則放電可能在ABCD平面上，因為在這個平面上的任何一點，到①、②兩點的距離都是相等的；然后，將探頭移到位置③、④，若接收到的超聲波信號時延相等，則放電發生在EFGH面上，但放電點是同一個，它同時存在于這兩個面上，說明它只可能發生在這兩個面的相交線上，最后，再把探頭放在BC線上的位置⑤、⑥，同樣可以測得放電發生在IJKL面上，于是最后可以確定這三個面的交點P就是放電的位置。

如果超聲波從P點傳播到m點的等效速度v是已知的，則只要測出傳播到m點的時延tm,就可以計算出P點位置，而不必在⑤、⑥兩點進行測量或者測得出超聲波傳播到m點和n點的時延差值Δt，也可按下式計算出另一種方法是用多探頭做V形圖。在變壓器的一側，沿著兩條相互垂直的x軸、y軸上安放若干個探頭，每個探頭測得的超聲波信號時延為t，再以x軸為水平軸，t軸為其垂直軸，可畫一條V形曲線，如圖所示。若超聲波從放電源傳播到各探頭的速度都相同，則V形曲線的最低點xp,即放電距離x軸的最近點，放電必發生在通過該點與x軸垂直的平面上。同樣的方法可以測得并畫出對應于y軸的V形曲線，由此亦可找到通過最近點yp，并與y軸垂直的平面，于是放電點要同時發生在這兩個平面上，則只可能落在兩個平面的相交線mn上。現假設放電發生在p點上，超聲波從p點傳播到xp和yp的速度為v，對應的時延為txp和typ，則可分別在兩個平面上各做直角三角形mpyp和mpxp，其中ypm=xp，p=vtyp，mxp=，pxp=vtxp，于是所以包含的幾何位置及時延都可以測出，無需知道超聲波的傳播速度，但必須滿足傳到各探頭的速度是相同的。

通過本知識點的學習，使學生掌握局部放電定位的問題，為今后的課程學習打下了良好的基礎。局部放電的測量

變壓器多端測量定位

多端測量定位

變壓器的結構復雜而龐大，定位問題顯得更為突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是電測法的多端測量定位和聲測法定位兩種方法。電力變壓器具有很多端子，如圖所示。圖中E、F為低壓繞組的接頭；A、B分別高壓繞組的高壓和中壓抽頭，C為高壓繞組的末端，M為套管的末屏抽頭（測量用的抽頭）；Z1、Z2、Z3都是檢測阻抗；D1、D2、D3都是局部放電檢測儀；P為校正脈沖發生器。由于局部放電產生的脈沖波通過繞組轉送到各測量端時，會產生不同的衰減，所以在各測量端上將會測得大小不同的局部放電信號。先用校正脈沖代表局部放電產生的脈沖，將此脈沖從不同的位置注入，在不同測量端上就會得到不同的響應，如在檢測儀器D1上測得的響應為а1，在D2上測得а2，在D3上測得а3，取它們之間的比值k1=a1/a2、k2=a2/a3、k3=a3/a1。當校正脈沖是從高壓端對地注入時測得的響應比值記為kA1、kA2和kA3。從低壓端對地注入時，測得的響應比值記為kE1、kE2和kE3，以此類推，可以將校正脈沖從不同位置注入時，測得的響應比值列一個表，見表表13-1響應比值表注入端比值AOBOEOAEk1k2k3kA1kA2kA3kB1kB2kB3kE1kE2kE3kAE1kAE2kAE3在變壓器進行局部放電試驗時，假定測量系統的靈敏度保持一定，測得的響應分別為ax1、ax2和ax2，則可求得響應比值為kx1=ax1/ax2、kx2=ax2/ax3、kx3=ax3/ax1，將這一組響應比值與表中各列的響應比值相比，與哪一列的比值比較接近，放電就可能發生在靠近該校正脈沖注入的位置。假如kx1、kx2和kx3分別與kA1、kA2和kA3很接近，則放電信號傳送到各測量端的衰減才會是相同的，也就是響應比值k才會是相同的。對于同一型號的變壓器，可以用同一個響應比值表在確定了放電位置之后，就應在代表放電位置的校正脈沖注入端上注入已知電荷q0，并在靠近的檢測阻抗上，如在Z2上，讀取相應讀數a2