變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法研究

我國(guó)變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)主要是對(duì)變壓器的絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)方法有變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)、變壓器油中微水在線監(jiān)測(cè)和變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)。變壓器經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，在高溫下逐漸分解出氣體，氣體在油紙絕緣中存在，氣體自身對(duì)物體擊穿強(qiáng)度和油紙相比相對(duì)較弱。在電壓恒定狀態(tài)下工作的變壓器受到電壓的作用，氣孔被首先擊穿形成了放電現(xiàn)象。變壓器工作狀態(tài)中由于一些原因也可能導(dǎo)致放電現(xiàn)象，比如變壓器鐵芯絕緣不良形成放電。變壓器在很多情況下也會(huì)形成兩點(diǎn)鐵芯接地形成線路的短路情況，所以，局部電路在很大程度上能夠監(jiān)測(cè)出變壓器出現(xiàn)的問題。如果在放電初期能夠監(jiān)測(cè)到，并且強(qiáng)度很弱，持續(xù)時(shí)間很短，要及時(shí)對(duì)隱患進(jìn)行解決，避免造成變壓器內(nèi)部構(gòu)造的損害。

1 變壓器局部放電的定位

1.1 超聲定位法

超聲波定位法主要是對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在變壓器箱外殼中安裝超聲波傳感器，如果變壓器設(shè)備出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，超聲波傳感器能夠及時(shí)地對(duì)放電時(shí)發(fā)出的超聲波信號(hào)進(jìn)行捕捉并且檢測(cè)。由于變壓器箱外的傳感器數(shù)量不止一個(gè)，傳感器由于放置的位置不同，對(duì)放電產(chǎn)生信號(hào)的檢測(cè)時(shí)間也不相同，因此，通過檢測(cè)信號(hào)的大小和時(shí)間進(jìn)而對(duì)局部放電位置進(jìn)行定位。

1.2 電-聲聯(lián)合定位法

電-聲聯(lián)合檢測(cè)方法主要是運(yùn)用信號(hào)的傳播速度進(jìn)行定位。超聲波在油和箱中的傳播速度和電信號(hào)的傳播速度相比在一定程度上較低，該方法利用這一特點(diǎn)對(duì)局部放電位置進(jìn)行定位。發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)，速度快的信號(hào)首要選擇觸碰到監(jiān)測(cè)器，由于超聲波速度相對(duì)較慢，監(jiān)測(cè)器通過電信號(hào)和超聲波兩者到達(dá)的時(shí)間差來推測(cè)局部放電的位置。

1.3 電氣定位法

此種方法首先需要對(duì)一些事項(xiàng)進(jìn)行假設(shè)，假設(shè)變壓器的等值電路在某特定頻率范圍內(nèi)是純?nèi)菪噪娐罚@種容性電路在變壓器中能夠計(jì)算出具體數(shù)值。如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，需要滿足電壓比值和放電點(diǎn)位置兩者的函數(shù)關(guān)系，對(duì)變壓器電壓進(jìn)行測(cè)量能夠判斷出放電的位置。

2 變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法

2.1 脈沖電流法

脈沖電流監(jiān)測(cè)方法是用于變壓器局部放電監(jiān)測(cè)的方法，此方法在監(jiān)測(cè)中應(yīng)用為普遍。如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖電流，這種電流能夠?qū)ψ儔浩髦行渣c(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且還能夠?qū)ν鈿そ拥仉娎|脈沖電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯示。還可以利用監(jiān)測(cè)器對(duì)變壓器高壓套管處的脈沖電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠準(zhǔn)確地確認(rèn)變壓器中是否發(fā)生了局部放電現(xiàn)象。

2.2 超聲波監(jiān)測(cè)法

變壓器發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)會(huì)發(fā)出電脈沖信號(hào)和超聲波信號(hào)，能夠根據(jù)產(chǎn)生的兩種信號(hào)來判斷設(shè)備內(nèi)部的局部放電狀況。可通過同時(shí)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)和電信號(hào)判斷變壓器內(nèi)部的絕緣狀況。

2.3 射頻監(jiān)測(cè)法

射頻監(jiān)測(cè)方法主要是采用傳感器對(duì)變壓器中的中性點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能夠采用傳感器截取變壓器內(nèi)部放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。射頻監(jiān)測(cè)方法和超聲波法、射頻監(jiān)測(cè)法相比在很大程度上能夠加快監(jiān)測(cè)頻率，并且監(jiān)測(cè)過程中對(duì)變壓器運(yùn)行方式的改變不受影響。

2.4 光測(cè)監(jiān)測(cè)方法

當(dāng)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象的時(shí)候，放電的產(chǎn)生往往伴隨著脈沖電流的產(chǎn)生，與此同時(shí)有發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生。光測(cè)方法主要是對(duì)光輻射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用光電探測(cè)器對(duì)變壓器內(nèi)部放電產(chǎn)生的光輻射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并分析，光電探測(cè)器將光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，把電信號(hào)經(jīng)過處理輸送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。光測(cè)法在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候不受任何環(huán)境的影響，但是檢測(cè)的靈敏度相較于其他設(shè)備稍低。

2.5 化學(xué)法

化學(xué)法主要是利用變壓器內(nèi)部分解出氣體中的成分和濃度進(jìn)行檢測(cè)。變壓器放電產(chǎn)生的氣體中主要以氫氣、一氧化碳和四氧化碳等氣體，通過分析氣體中的成分、濃度和熱量來進(jìn)行放電監(jiān)測(cè)，但是化學(xué)監(jiān)測(cè)方法有一些不可避免的缺點(diǎn)：（1）變壓器內(nèi)油氣分離的時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)瞬間發(fā)生的局部電流很難發(fā)現(xiàn);（2）化學(xué)監(jiān)測(cè)方法只能對(duì)局部放電的發(fā)生進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能夠?qū)Ψ烹姲l(fā)生的位置進(jìn)行定位。

3 變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)的發(fā)展

隨著科技不斷發(fā)展，我國(guó)在局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)方面有了很大的突破和發(fā)展，取得了傲人的成績(jī)。變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)的研究重點(diǎn)主要有以下六點(diǎn)：（1）深入探究變壓器局部放電的理論結(jié)構(gòu)，建立不同局部放電的類型模型，根據(jù)類型和特征的不同運(yùn)用科學(xué)的控制措施對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè);（2）變壓器在局部放電時(shí)往往出現(xiàn)多點(diǎn)放電現(xiàn)象，需要在局部放電的基礎(chǔ)上研究多點(diǎn)放電的特征和控制措施;（3）在進(jìn)行變壓器局部放電監(jiān)測(cè)的時(shí)候，需要做到對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別，一些監(jiān)測(cè)方法能夠很好地對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行正確識(shí)別;（4）在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上著力研究新型傳感器，使局部放電監(jiān)測(cè)效率更高;（5）要解決放電量的標(biāo)定問題，這種標(biāo)定問題在很大程度上能夠判斷出局部放電的嚴(yán)重程度;（6）對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行不斷完善，這不但需要有好的技術(shù)，而且還需要把整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都優(yōu)化在內(nèi)。