气体绝缘变压器局部放电超高频在线监测系统研究张晓星1,王震1,唐炬1,刘蕾2,魏燕2（1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆市，400044;2.重庆市电力公司城区供电局，重庆市，400010)摘要：SF6气体绝缘变压器(GIT)在城市电网中得到广泛应用，建立GIT局部放电在线监测系统，对准确掌握设备内部绝缘运行状态和指导检修具有重要意义。根据现场GIT的结构和运行特点，设计了适用于现场局部放电检测的外置超高频微带贴片天线（MPA）传感器，采用选择天线基板材料、厚度、附加阻抗匹配和多调谐回路等频带展宽技术，设计的天线有效工作频带为340-440MHz（驻波比<2），相对带宽25.6%，最大增益达到5.38dBi。MPA传感器安装在电缆进线侧、风机管道处、110kV侧及10kV侧散热管处的GIT绝缘子上，构建了GIT局部放电在线监测系统，开发了基于C#的监测系统软件。通过重庆市新民街GIT变电站运行，运行结果表明，研制的在线检测系统能实现GIT现场的局部放电信号的长期在线监测，为GIT的状态检修提供了大量的可靠数据。关键词：SF6气体绝缘变压器；局部放电；微带贴片天线；超高频；在线检测体和下箱体在出厂前整体焊死，保证整个箱1概述体的气密性。由于SF6气体的热传导性能不如SF6气体绝缘变压器(Gasinsulate油的好，因此中型以上GIT都采用强迫气体transformer，GIT)是一种不燃不爆的环保型循环方式[1-4]。变压器，它不仅克服了油浸变压器易燃、运目前国内使用的大多数GIT的生产厂家行不安全的缺点，还克服了干式变压器容量是日本三菱公司。日本三菱公司虽然对SF6小的缺点，因此，GIT在地下变电站和场地变压器气体分析提出了有关的监督标准（如狭窄、人口密集、防火要求高的市区等场所表1所示），且根据实际的运行情况也在不断的使用日益广泛[1-2]。目前，国内使用GIT的地更新相关的监督标准，但由于GIT的运行城市有：北京、深圳、重庆、广州和香港等情况和故障种类复杂多样，其在运行维护方地，均已取得了较好的社会和经济效益。面仍然存在较多问题，国内也报道过几次GITGIT的结构原则上与油浸式变压器相同，故障事故[1]。其结构与设计上的特点主要在于绝缘和散热表1GIT气体分析监督标准冷却两个方面：GIT的主绝缘结构，即铁心项目要求与线圈、线圈与线圈之间采用纸筒和SF6气隙SF6纯度>97%(Vol)(由层压纸板撑条隔开纸板的空道)组成。GIT湿度<2000μL/L(20oC)一、二次侧绕组间、绕组对地之间的主绝缘CO：<300μL/L的绝缘强度主要决定于SF6气体的绝缘强度。CO2：<3000μL/L为增强绝缘和散热性能，采用提高SF6气体压CF4：确认增长趋势气体分析力方式，但也不能因采用过高的压力，而增F-：<0.1μg/g加箱体的设计制造难度。一般小型变压器采C2F6、SO2、SOF2、SO2F2：未检出用0.1MPa的压力，中型变压器采用0.14MPaN2+O2、CH4：无标准左右的压力，大型的变压器应选择更高的压*以上项目的检测周期为：两年或必要时。力。箱体在0.25MPa压力下保证不会产生重庆市电力公司城区供电局新民街变电SF6气体的泄漏，下箱体采用桶式结构，上箱站使用了三台日本三菱电机的GUR-VSG-110kVSF6绝缘变压器，容量为31.5MVA，SF6气基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2009CB724506)体压力为0.14MPa。其中1#主变在2002年有导体接地板的介质板上形成的，天线利用气体分析时，发现CF4大大增长并超标，达到金属贴片和金属底板之间的缝隙接收电磁400μl/L，显示内部放电性故障涉及到固体波，并转化为高频电流，用同轴探针作为馈绝缘材料，经返回日本原厂检修，故障为线线进行馈电，通过50Ω同轴射频电缆把信号圈匝间短路，造成了巨大经济损失。因此有引给检测设备。必要寻求GIT在线监测的新方法。电气设备最通常的电气故障特征是在绝缘完全击穿或闪络前发生局部放电（PartialdischargePD）[5-9]。因此，本文研制了一套GIT超高频（UHF）在线监测系统，在绝缘子上安装了外置超高频微带贴片天线(Microstrippatchantenna，MPA)传感器，基于Microsoft.NET平台的编程语言C#开发了GIT在线监测系统软件，实现了重庆城区供图2微带贴片天线结构示意图电局三台GIT的局部放电在线监测和故障诊微带天线的主要缺点是频带较窄，其相断，取得了良好的效果。对带宽约为中心频率的1%～6%，不能满足局