变压器局部放电在线监测系统探究

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1、变压器局部放电在线监测系统探究　　【摘要】电力变压器是电力系统中的重要组成部分，变压器局部放电是其发生绝缘故障的主要征兆。本文阐述了近年来国内外局部放电在线监测方面所取得的成果，对局部放电机理、检测方法、故障定位以及除噪技术做了深入研究，并深入研究了脉冲电流法、超声波法和超高频检测法综合检测的检测方法。最后表明了局部放电未来的研究发展方向。【关键词】变压器；局部放电；除噪技术1.引言大型电力变压器是电力系统的核心设备，其运行状态的好坏直接影响着电网的安全可靠运行，在电网设备整个寿命周期的管理中，及时了解设备的运行情况是至关重要的。电力变压器绝缘状态的逐渐恶化是由电气，化学和

2、机械应力所引起的局部放电（PD）导致的。目前，人们正加强对变压器在线监测技术的研究，而变压器局部放电监测就是在线监测的方法之一。局部放电在线监测系统主要包括传感器以及实现控制和通信功能的软件，可对变压器内部的绝缘状态和发展趋势实时监控，具有灵敏度高并同时可对变压器内部局部放电进行定位的特点，为变压器实现定期检修向状态检修的过渡提供了有利条件。6由于变压器运行现场有大量的干扰信号，这将会影响监测系统的可信度，因此我们要对变压器局部放电进行除噪。现今已出现不少的除噪技术，都有一定的可行性，但是也有局限性，我们还需要进一步探寻更有效的除噪方法来满足要求。2.局部放电机理局部放电是

3、在电场的作用下，变压器中的局部区域发生放电，但没有造成整个击穿的现象。造成变压器局部放电的根本原因是材料组成的不同，电介质分布的不均匀及电场分布的不均匀，这种情况下易导致变压器部分区域超过其平均击穿场强，发生击穿放电现象，而此时其它区域仍然保持绝缘特性，于是就形成了局部放电的现象。变压器局部放电检测有电监测法和非电监测法两类，变压器局部放电监测系统主要由：传感器、高速数据采集器、信号滤波处理器、通信系统构成。在线监测系统图见图1。3.局部放电在线监测方法和定位变压器局部放电在线监测方法主要有以下几种。（1）脉冲电流法。脉冲电流法是开始最早、应用最广泛的局放检测方法。当有局部

4、放电时，产生的高频脉冲电流可用罗可夫斯基线圈通过检测变压器中性点、外壳接地线或套管末屏接地线处的脉冲电流来测量，或用监测器捕获变压器高压套管抽头连接处的脉冲电流。6（2）超声波检测法。当变压器内部发生局部放电时，不仅产生电脉冲信号，同时还产生超声波信号，可通过同时产生的超声波信号和电信号判断变压器内部的绝缘状况。（3）光测法。在变压器油中，放电产生脉冲电流同时伴随发光发热现象。光测法是利用光电探测器捕获局部放电产生的光辐射信号，将截取的光辐射信号转化为电信号经放大处理送到监测系统。（4）化学法。化学法通过分析变压器油分解产生的各种气体的组分和浓度来确定故障（电性故障、热性故

5、障）状态，当变压器内部局部放电时，变压器油会分解出C2H6，C2H4，C2H2，CH4，CO，H2等特征气体。不同的故障类型产生气体的种类及各组分的浓度不同。（5）超高频检测法。鉴于传统的局部放电检测方法还存在一些存在不足，现今又出现了一种新的检测方法—超高频检测法。它通过检测局部放电产生的超高频电信号，实现局部放电的检测和定位，并具有抗干扰的功能。基于目前常用到的监测方法是脉冲电流法、超声波检测法和超高频检测法。本文研究了以局部放电测量技术为核心，利用电脉冲、超声波、超高频综合检测方法的局部放电在线监测系统，它可对变压器局部放电进行在线监测并完成数据记录，当变压器内局部放

6、电信号超过预定值时，自动发出报警信号。6局部放电在线监测除了要检测局部放电量，还需判断放电的位置，以方便做出决策。常用的局部放电定位方法有以下三种。（1）超声定位法。可通过测量超声波的大小及超声波传播的时延来确定局放源的位置。（2）电—声联合定位法。根据电信号和超声波信号到达监测器的时差大小，推测变压器内部局部放电的位置。（3）电气定位法。通过测量变压器绕组首末端电压，可判断出放电位置。4.局部放电除噪技术在变压器局部放电监测过程中，局部放电去噪是重要的环节之一。干扰按时域信号特征可分为窄带周期性干扰、白噪声干扰和脉冲型干扰三种。带有混合干扰的局部放电信号就如图2所示，难以

7、给变压器故障诊断提供数据支持。有人提出可用非线性的数学形态滤波器抑制窄带周期性干扰；用小波分析来抑制白噪声干扰；用时域开窗法、聚类分析法来识别和抑制周期型脉冲干扰。利用除噪技术将混合干扰移除后，局部放电信号便清晰可见，经过对此数据的处理，送入智能诊断系统，最后可得出故障诊断结果。理想的局部放电信号如图3所示。5.软件设计6最后，本文通过C#编程设计了监测系统软件，通过登陆软件可以完成通信和数据的处理。系统可实时显示数据、可实现报警设置、故障诊断以及历史查询等功能，下列举采样界面如图4所示。6.结语脉冲电流法是目前唯