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在线监测模式中干式变压器局部放电分析

作者:未知

  【摘  要】随着科学技术的进步和电网行业的大力发展,电力变压器是电力系统中的重要的元件之一,随着我国智能化的电网的发展,对电力的变压器可靠性的要求越来越高,然而干式变压器是电力变压器的一种类型,它对变压器的作用及其重要。干式变压器的局部放电会反映它存在的不同程度上的绝缘缺陷,极大程度上影响了绝缘体和破坏的问题。至今为止,相关的研究人员要把干式变压器局部放电在线监测系统的研究放在首位,探索干式变压器局部放电在线监测的模式,准确地判断干式变压器局部放电的类型,快速判断出变压器的绝缘缺陷的性质、位置和向相关部门的人员报备相关反映的信息,针对以上出现的问题较好的实施了对干式变压器的缺陷进行维修。变压器作为其的核心设备,其的可靠性和智能化的高低直接决定了电力系统的运行效率。
  【关键词】局部放电;在线监测;干式变压器
  人们都需要梦想来鞭策前行,那么电力系统中的变压器是一个机器更需要有相关设备进行协助它快速的工作,迄今为止,随着电力系统的快速发展,变压器的容量和电压的等级不断提高,得到完善的同时,安全问题也是所有人越来越重视的话题。但是在变压器的运行的过程中会发生故障的硬件问题是绝缘体占了极大的比例,为了解决这个问题,研究人员发明了一种有效的手段对变压器绝缘体状况进行监测,达到运行中变压器的安全。因此,变压器作为有效的局部的管理手段,无论在检测原理还是检测技术方面都有了较大程度的提高,并且被众多的电厂和电站中使用。在线监测相对于传统的停电局部放电监测有一定的区别,在线监测可以长时间连续的监测变压器的局部放电绝缘体放电情况,如果放电量达到一定程度危险时,会及时的进一步停工检查,就这一点,在检修方面能减少人力和财力的投入,降低了成本,这也是在线监测的优势之一,就是目前来说,在线监测是最适合实际运行电力变压器的效率,从而促进了正常工作。
  一、在线监测的方法
  在线监测的方法有很多种,其中最主要的几种是超声监测法、光测法、电脉冲法、射频监测法和超高频监测法,针对不同的问题会采取不同的监测方法。不同的方法特点有不同的特色,还是存在本质上的区别的。
  1.1超声检查法
  顾名思义,在变压器使用的过程中会发出声音,比如声色质等特点,这些特点会对超声波的监测有帮助的作用,超声波监测会使用超声传感器,通过传感器的回馈的信息会更有效的锁定局部放电的位置,并能判断出局部放电的强弱的程度。超声监测法的优点是受外界的影响较小,定位系统及其准确,研究较为成功。但是,超声监测法的本身结构很复杂,绝缘体多样化,声波传播的速度也不一样,这些因素会影响监测的准确度,目前也在研究其他更加精確的监测的方法。
  1.2光测法
  局部放电是电场分布不均匀的体现,而且会随着有光的现象。对光线的监测和分析就可以达到定位局部放电的位置和强弱程度,这个方法针对这两个方法是最有效的方法之一。光线的光波的长短不一样,并且要在一定范围之内。要把光信号变成信号,对他们的识别之后,但是这个方法因为种种原因一直停留在实验阶段,因为安装较为复杂成本高以及灵敏程度没那么高,所以实际应用也较少。
  1.3电脉冲法
  局部放电伴随着绝缘物质结构的损坏,与此同时会有新的物质产生。对这些新物质的结构和状态进行测量,便可反映出局部放电的故障所在。生成的新物质多为气体,对这些气体进行分析和监测,可实现对故障的识别。但是,由于变压器和生成物具有复杂特性,该方法目前尚未有统一的执行标准,且只能有效识别早期的可能性故障,对瞬时性故障的监测显得乏力。
  1.4射频监测法
  射频检测的机理是:过程中信号的取得源于电力变压器的中性点。检测信号的频谱处于30 MHz,有效地增加了局部放电的测量效果。该方法测量系统的布置相对可行,而且可以不用更改整个系统的运行模式。但是,该方法不能对A,B,C三相局部放电进行信号区分,也容易在强电磁场中受到干扰。在数字化滤波技术进步的基础上,该方法被日渐接受。
  1.5超高频局部放电检测法
  超高频能有效监测局部放电的频率带宽,一般在300~3 000 MHz之间,对周围事物的干扰性很大,有利于监测。
  二、在线监测技术
  根据现代技术的发展,变压器局部放电在线监测主要是为了解决在现场发出的噪声的抑制,局部放电的模式的识别以及对局部放电的定位。其中,在变压器运行的过程中会存在很多种噪声的干扰,比如有周期性干扰,白噪声干扰以及脉冲干扰。但是在运行过程中,局部放电的信号源和干扰的信号源相比会相对来说比较弱,正是因为有极限的问题,但是在线监测的过程中,假如不能在规定时间内有效的消除噪声的干扰就会无法与局部放电信号源快速的分离出来,就无法解决这一难题,这也是局部放电在线监测中存在的最大难题。
  2.1 脉冲型干扰的抑制
  在线监测技术在众多技术当中脉冲型干扰的抑制可以分为周期性脉冲干扰和随机性脉冲干扰。周期性脉冲干扰和局部放电信号源在地域和常见的频域上的分布上非常接近,可以近乎相同的数据。在常见的消除周期性脉冲干扰的方法有差动平衡和脉动记性鉴别法。这种方法都是利用两个测量点间的极性进行区别,如果是外来的脉冲,则表示的是同级性,那么局部放电会放出反极性。因此,在判断是局部放电还是周期性脉冲信号,在实践中是因为两种脉冲干扰的来源和途径都是不一样。正是因为这两种方式才到账了两路的脉冲在相位幅值和波形上也存在很大的不一致性,存在的错别过大会导致电流难以调整,变压器绕组为电感电阻和电容的参数过大传播途径很很可能,则可能会导致测量出两个脉冲不符合判断规律。
  2.2 周期性干扰的抑制
  在周期性干扰的频普特征与局部放电的放电号的频谱有很大的差别,因此,会常常采用频域方法处理的。其中包括FFT值滤波器,固定系数波滤器和理想多通带数字滤波器等方式。但是随着近几年的技术的不断进步,在这上面也有所成绩,有所发现,滤除周期性干扰的方法越来越多,比如有自适应滤波、非自适滤波,在利用这些方法在线监测的同时,会发现局部放电的相关性,在检测的信号源插入的延迟,就会利用适应滤波器就可以消除周期性干扰,因此,在自适应滤波不用提前知道噪声干扰信息,会尽快的实现了技术的智能化,减少部分资源的投入。
  2.3 白噪声干扰的抑制
  白噪声信号源是一般均值为0的平稳睡觉的信号,属于宽带干扰信号与进步放电号混合在一起,用常见的频域的分析方法很难将他们两个分离出来。但是可以通过引入基于小波的滤波方法对白噪声干扰进行消除,就可以达到目的。
  三、结束语
  经过研究人员不断的日夜兼程的研究,科学技术的不断发展,终于在在线监测技术方面能到了很好的成绩。但是随着人们的欲望和要求的不断提高,成绩还是与预期的距离有一定的差距。所以,在接下来的探究中,不仅要提高检测技术,还要对局部放电机理和放电脉冲在变压器中的传播途径的理论要进一步深入研究。
  参考文献:
  [1] 干式变压器局部放电测量方法[J].蔡秀凯,韦莉.电气制造.2017(05)
  [2] 干式变压器局部放电在线监测模式应用研究[J].朱炜.计算机产品与流通.2018(03)
  [3] 变压器局部放电在线监测系统研究及应用[D].李祖.华北电力大学 2018(11)
  (作者单位:顺特电气设备有限公司)
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