《自愈式变压器局放精确定位试验关键技术及示范应用》

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随着电力系统的高速发展,大容量高电压油浸变压器越来越广泛的应用于发电厂和变电站。作为电力系统运行中的重要设备,变压器的安全运行是整个电力系统的关键。对变压器进行局部放电试验是电力设备制造和运行中的重要的试验项目,不仅能够了解变压器的绝缘状况,还能发现一些在制造或安装中出现的其他问题,确定故障部位和原因,从而防止事故发生和扩大。但局放试验设备局部放电源定位精度低,试验设备变频电源中数量庞大的功率器件如果任意一个损坏,就将产生雪崩效应,使整个试验系统瘫痪,给国民经济生产带来极大的损失。

现有电力电子技术制造的变压器局部放电试验设备难以实现试验一次成功率达到国家要求的90%和局放源定位精度达到50%的技术指标。该项目历经5年的持续创新和示范应用,创新了电力电子设备中功率器件串并联自愈关键技术和基于空间谱估算法的变压器局部放电定位的检测方法,实现电力电子设备自愈功能,大幅提高了大型变压器现场局部放电试验一次成功率和定位精度。

一、提出了电力电子设备中功率器件串并联自愈关键技术,形成电力电子设备中单一器件损坏后自动剔除能力的控制策略,实现电力电子设备自愈功能,使电力电子设备中单一器件损坏后自动剔除与均压匀流技术有机地结合,使变压器局部放电试验一次成功率由原来的85.3%提高到了99.8%。

二、发明了基于空间谱估算法的变压器局部放电定位的检测方法,通过估算变压器局部放电源与超声波传感器阵列单元所在平面的方位角和俯仰角,获得变压器局部放电源的位置。这种方法,无需停止变压器运行,也无需改变变压器的运行方式,可以有效提高检测系统的性能。

三、集成创新了变压器局部放电定位检测系统,将射频传感器和超声波相控阵传感器检测到的信号发送至滤波和电荷放大器进行滤波、放大后,实现变压器局部放电源进行精确定位,定位精度由原来的35%提高到了85%,攻克了国内定位精度低下的难题。

四、国内率先设计了自愈式变压器局放精确定位试验系统,不仅实现了局部放电源精确定位,同时增强了电力电子设备自愈能力,试验效率和质量明显提高,将试验系统的单次维修成本降低90%以上。

该成果申请专利27项,已获得授权发明专利2项,实用新型专利12项,发表论文12篇,其中中文核心期刊2篇,他引70余次。成套技术在江西省电科院,焦作、周口、桂林、百色供电公司等5家示范应用基地成功推广应用。在增强变压器局部放电试验可靠性的同时,大幅试验设备成本,明显提高了试验效率和质量,经过连续3年的实践应用,累计试验变压器1005台,一次试验成功率和定位精度分别提升至99%和85%以上。生产销售成套设备156套,新增销售收入23400万余元,新增利润1638万元。该成果在变压器局部放电试验技术水平处于国际先进,具有重大经济社会效益。

成果说明

该项目于2014年12月份完成,成果最终产品由国网河南省电力公司南阳供电公司所属多经企业南阳飞龙电力集团有限公司进行生产制造,2015年01月样机通过中国质量认证中心认证并取得3C证书,2015年7月至2017年12月先后在国网江西省电力科学研究院、广西电网有限责任公司桂林供电局、广西电网有限责任公司百色供电局、国网河南省电力公司焦作供电公司、国网河南省电力公司周口供电公司等5家示范应用基地进行了推广应用。生产销售成套设备156套,累计试验变压器1005台,新增销售收入23400万元,新增利润累计1638

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