隨著我國電力係統規模的不斷增加,對係統運(yùn)行的安全性和可靠性要求日益提高。變電站內(nèi)各種電(diàn)力(lì)設備是構建電網的主體,而電力設備自身故障也是引發電網事故的主要(yào)原因。據國家電(diàn)網安全(quán)運行分析報告,2005-2010年(nián)我國(guó)因(yīn)電力設備因自然(rán)災害影響和設備(bèi)自身故障導致的電網停電事(shì)故占當年總(zǒng)事故的48%一(yī)81%。統計數據表明,在電力設備故障中,絕緣引起的故障所占(zhàn)比重最大。電力設備絕緣(yuán)引起的故障後(hòu)果嚴重,將導致巨額的(de)維修費用和(hé)停電的(de)經濟損失。因此,電力部(bù)門(mén)通常會選擇安裝絕(jué)緣在(zài)線監測與(yǔ)故障(zhàng)診斷的設備,以便及時地對電(diàn)力設備實行狀態性維修(xiū)。
隨著直流輸電電壓(yā)等級(jí)的提高,特高壓直流設備的絕緣問題(tí)也日(rì)益突出。換流變壓器是直流係統中最重要的電氣設(shè)備,其(qí)運行(háng)可靠性直接影響整個係統的運行。換流變壓器運行中的絕緣事故(gù)在全部故(gù)障所占(zhàn)比例為50%左右,葛洲壩、天生橋等變電站(zhàn)換流變(biàn)壓器都出現多次絕緣事故。CIGRE14.04工作組發布了關於換流變壓器故障率方麵的數據(jù)表明,換流變壓器的故障率大約是(shì)交流變壓(yā)器的兩倍。由於整流閥在導通和截至(zhì)時產生幅值(zhí)較高、波形陡的脈衝電壓,該(gāi)脈衝電壓(yā)疊加在繞組電(diàn)壓上,導致閥側繞組電壓是一(yī)個由直(zhí)流電壓和嚴重畸變的(de)交流電壓(諧波大(dà)量(liàng)存在)組成的類似交流正弦波(bō)形的複合電壓,同時閥側繞(rào)組還(hái)承受雷電衝擊(jī)和操作過電壓。而且,換(huàn)流(liú)變壓器短路(lù)阻抗以(yǐ)及損耗引起的設備溫升高於普通變(biàn)壓(yā)器,換流變壓器內部溫度通(tōng)常比普通變壓器高20%左右。因此,換流變壓(yā)器閥側繞組運行工況(kuàng)比交流變壓器的更加嚴厲,這是導致(zhì)換流變壓器線圈絕緣故障率高於(yú)普通變壓器的主(zhǔ)要原因。
己有研究表明(míng):局部放電、高頻脈衝電壓引起的介質加熱以及(jí)空間電荷是導致絕緣過(guò)早失效(xiào)的主要因素(sù);脈衝電壓(yā)在絕(jué)緣體產生(shēng)短時高(gāo)場強,極有可能引起局部放電產生,脈衝電壓和局(jú)部(bù)放電作用下(xià)的絕緣老化及劣化可導致絕緣故障(zhàng)。因此,通(tōng)過對換流變壓(yā)器內局部放電在線監測(cè),加強換流變(biàn)壓器內部絕緣狀況監督,對提高換流變壓器安全運行水平具有重要的意義。