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变压器局部放电在线监测方法研究

变压器局部放电在线监测方法研究

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【摘要】:
我国变压器局部放电在线监测主要是对变压器的绝缘状态进行监测,主要监测方法有变压器油中溶解气体在线监测、变压器油中微水在线监测和变压器局部放电在线监测。

变压器局部放电在线监测方法研究

 

我国变压器局部放电在线监测主要是对变压器的绝缘状态进行监测,主要监测方法有变压器油中溶解气体在线监测、变压器油中微水在线监测和变压器局部放电在线监测。变压器经过长时间运行,在高温下逐渐分解出气体,气体在油纸绝缘中存在,气体自身对物体击穿强度和油纸相比相对较弱。在电压恒定状态下工作的变压器受到电压的作用,气孔被首先击穿就形成了放电现象。变压器工作状态中由于一些原因也可能导致放电现象,比如变压器铁芯绝缘不良形成放电。变压器在很多情况下也会形成两点铁芯接地形成线路的短路情况,所以,局部电路在很大程度上能够监测出变压器出现的问题。如果在放电初期就能够监测到,并且强度很弱,持续时间很短,要及时对隐患进行消除,避免造成变压器内部构造的损害。

 

1 变压器局部放电的定位

 

1.1 超声定位法

 

超声波定位法主要是对变压器局部放电产生的信号进行检测。在变压器箱外壳中安装超声波传感器,如果变压器设备出现局部放电现象,超声波传感器能够及时地对放电时发出的超声波信号进行捕捉并且检测。由于变压器箱外的传感器数量不止一个,传感器由于放置的位置不同,对放电产生信号的检测时间也不相同,因此,通过检测信号的大小和时间进而对局部放电位置进行定位。

 

1.2 -声联合定位法

 

-声联合检测方法主要是运用信号的传播速度进行定位。超声波在油和箱中的传播速度和电信号的传播速度相比在一定程度上较低,该方法利用这一特点对局部放电位置进行定位。发生局部放电现象时,速度快的信号首要选择触碰到监测器,由于超声波速度相对较慢,监测器通过电信号和超声波两者到达的时间差来推测局部放电的位置。

 

1.3 电气定位法

 

此种方法首先需要对一些事项进行假设,假设变压器的等值电路在某特定频率范围内是纯容性电路,这种容性电路在变压器中能够计算出具体数值。如果发生局部放电现象,需要满足电压比值和放电点位置两者的函数关系,对变压器电压进行测量就能够判断出放电的位置。

 

2 变压器局部放电在线监测方法

 

2.1 脉冲电流法

 

脉冲电流监测方法是最早用于变压器局部放电监测的方法,此方法在监测中应用最为普遍。如果发生局部放电现象,会产生高频脉冲电流,这种电流能够对变压器中性点进行监测,并且还能够对外壳接地电缆脉冲电流进行监测显示。还可以利用监测器对变压器高压套管处的脉冲电流进行监测,能够准确地确认变压器中是否发生了局部放电现象。

 

2.2 超声波监测法

 

变压器发生局部放电现象时会发出电脉冲信号和超声波信号,能够根据产生的两种信号来判断设备内部的局部放电状况。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。

 

2.3 射频监测法

 

射频监测方法主要是采用传感器对变压器中的中性点进行监测,还能够采用传感器截取变压器内部放电产生的电磁波信号进行监测。射频监测方法和超声波法、射频监测法相比在很大程度上能够加快监测频率,并且监测过程中对变压器运行方式的改变不受影响。

 

2.4 光测监测方法

 

当变压器内部产生局部放电现象的时候,放电的产生往往伴随着脉冲电流的产生,与此同时有发光、发热现象的产生。光测方法主要是对光辐射信号进行监测,采用光电探测器对变压器内部放电产生的光辐射信号进行监测并分析,光电探测器将光辐射信号转化为电信号,把电信号经过处理输送到监测系统中。光测法在进行监测的时候不受任何环境的影响,但是检测的灵敏度相较于其他设备稍低。

 

2.5 化学法

 

化学法主要是利用变压器内部分解出气体中的成分和浓度进行检测。变压器放电产生的气体中主要以氢气、一氧化碳和四氧化碳等气体,通过分析气体中的成分、浓度和热量来进行放电监测,但是化学监测方法有一些不可避免的缺点:(1)变压器内油气分离的时间长,对瞬间发生的局部电流很难发现;2)化学监测方法只能对局部放电的发生进行监测,不能够对放电发生的位置进行定位。

 

3 变压器局部放电在线监测的发展

 

随着科技不断发展,我国在局部放电监测技术方面有了很大的突破和发展,取得了傲人的成绩。变压器局部放电在线监测的研究重点主要有以下六点:(1)深入探究变压器局部放电的理论结构,建立不同局部放电的类型模型,根据类型和特征的不同运用科学的控制措施对其进行监测;2)变压器在局部放电时往往出现多点放电现象,需要在局部放电的基础上研究多点放电的特征和控制措施;3)在进行变压器局部放电监测的时候,需要做到对干扰信号进行有效的识别,一些监测方法能够很好地对干扰信号进行正确识别;4)在现有技术的基础上着力研究新型传感器,使局部放电监测效率更高;5)要解决放电量的标定问题,这种标定问题在很大程度上能够判断出局部放电的严重程度;6)对在线监测系统进行不断完善,这不但需要有好的技术,而且还需要把整个监测系统都优化在内。

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