换流变压器局部放电在线监测的意义

随着我国电力系统规模的不断增加，对系统运行的安全性和可靠性要求日益提高。变电站内各种电力设备是构建电网的主体，而电力设备自身故障也是引发电网事故的主要原因。据国家电网安全运行分析报告，2005-2010年我国因电力设备因自然灾害影响和设备自身故障导致的电网停电事故占当年总事故的48%一81%。统计数据表明，在电力设备故障中，绝缘引起的故障所占比重最大。电力设备绝缘引起的故障后果严重，将导致巨额的维修费用和停电的经济损失。因此，电力部门通常会选择安装绝缘在线监测与故障诊断的设备，以便及时地对电力设备实行状态性维修。

随着直流输电电压等级的提高，特高压直流设备的绝缘问题也日益突出。换流变压器是直流系统中最重要的电气设备，其运行可靠性直接影响整个系统的运行。换流变压器运行中的绝缘事故在全部故障所占比例为50%左右，葛洲坝、天生桥等变电站换流变压器都出现多次绝缘事故。CIGRE14.04工作组发布了关于换流变压器故障率方面的数据表明，换流变压器的故障率大约是交流变压器的两倍。由于整流阀在导通和截至时产生幅值较高、波形陡的脉冲电压，该脉冲电压叠加在绕组电压上，导致阀侧绕组电压是一个由直流电压和严重畸变的交流电压(谐波大量存在)组成的类似交流正弦波形的复合电压，同时阀侧绕组还承受雷电冲击和操作过电压。而且，换流变压器短路阻抗以及损耗引起的设备温升高于普通变压器，换流变压器内部温度通常比普通变压器高20%左右。因此，换流变压器阀侧绕组运行工况比交流变压器的更加严厉，这是导致换流变压器线圈绝缘故障率高于普通变压器的主要原因。

己有研究表明：局部放电、高频脉冲电压引起的介质加热以及空间电荷是导致绝缘过早失效的主要因素；脉冲电压在绝缘体产生短时高场强，极有可能引起局部放电产生，脉冲电压和局部放电作用下的绝缘老化及劣化可导致绝缘故障。因此，通过对换流变压器内局部放电在线监测，加强换流变压器内部绝缘状况监督，对提高换流变压器安全运行水平具有重要的意义。