变压器局部放电在线监测技术
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在线监测模式中干式变压器局部放电分析随着电力系统的不断发展和变革,干式变压器在电力系统中得到了广泛的应用。
干式变压器相比于油浸式变压器具有更加环保、安全、维护方便等优势,因此在现代电力系统中得到了越来越多的应用。
干式变压器在运行过程中仍然面临着许多问题,其中局部放电是干式变压器最为常见的故障之一。
对干式变压器的局部放电进行在线监测分析显得尤为重要。
干式变压器局部放电是指在变压器内部或外部存在的局部电磁场集中放电现象。
局部放电是变压器内部绝缘介质的局部击穿现象,其产生会导致绝缘材料的老化和变质,严重时甚至会引发变压器的局部短路故障。
对干式变压器的局部放电进行在线监测分析,可以及时发现和处理变压器的故障隐患,保障电力系统的安全稳定运行。
在进行干式变压器局部放电在线监测分析时,首先需要选择合适的监测设备和技术手段。
目前,常用的干式变压器局部放电监测设备有感应耦合式传感器、电容式传感器、紧缩式传感器等。
这些传感器能够实时监测变压器内部的电磁场变化,及时发现局部放电现象。
还可以利用超声波传感器、红外热像仪等设备检测变压器的声波和热量变化,从而判断局部放电的情况。
除了监测设备,还需结合数据采集系统和在线监测软件,对干式变压器的局部放电数据进行采集、传输和处理。
通过这些软硬件设备,可以将变压器内部的局部放电数据实时传输到监控中心,进行实时监测和分析。
监测中心可以采用数据融合与处理技术,对局部放电数据进行模式识别和特征提取,判断出变压器的故障症状和程度。
在进行干式变压器局部放电在线监测分析时,需要重点关注以下几个方面:1. 数据采集与传输:采集变压器局部放电数据并进行实时传输到监测中心,确保数据的及时性和准确性。
2. 数据处理与分析:通过监测软件对局部放电数据进行处理和分析,判断出变压器的故障状况。
3. 故障诊断与预警:根据监测数据对变压器的故障症状进行诊断和预警,及时采取相应的维护措施。
4. 综合评估与优化:对监测结果进行综合评估和分析,优化变压器的运行状态和维护计划,保障电力系统的安全、稳定运行。
电力变压器局放在线检测技术方案郑州精铖电力设备有限公司目录引言 (2)一、变压器局部放电的原因 (2)二、变压器局部放电检测的意义 (2)三、变压器局部放电检测手段 (3)1.超声波检测 (3)1.1 声波的特性 (3)1.2声波传播中的衰减 (4)1.3局部放电超声波检测的意义 (4)1.4超声波信号的识别 (4)2.高频局放 (5)2.1.高频电流(HFCT)检测技术 (6)四、声-电联合检测方法的技术特点 (6)1严重等级判断标准 (7)2.检测步骤 (7)五、投入设备 (9)附录一高频局部放电检测标准 (12)引言近年来,随着经济建设的不断发展和人民生活水平的提高,对供电可靠性的要求也愈来愈高,而作为电力系统中主要设备之一的电力变压器的局部放电检测也受到了电力行业越来越多的重视。
如果变压器出现局部放电现象,很有可能造成变压器过早的发生损坏,影响变压器的使用寿命,同时局部放电还直接影响到区域正常供电。
因此,对于变压器局部放电进行检测已是保证该设备安全可靠运行的重要措施。
一、变压器局部放电的原因1.变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺,致使电荷在电场强度的作用下,会集中于尖角或毛刺的位置上,从而导致变压器局部放电。
2.变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙,变压器油中也有微量气泡,通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多,从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料,很容易达到被击穿的程度,使气泡先发生放电。
3.导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况,该种情况在金属悬浮电位中最为严重。
二、变压器局部放电检测的意义1.随着电力系统电压等级的提高和高压电气设备结构的紧凑化,对大型变压器绝缘结构的考验日益严峻。
2.在大型电力变压器中,对局部放电量的测量是检验其绝缘特性行之有效的方法。
通过测量局部放电量,可以帮助工程技术人员掌握该设备的绝缘水平的变化过程。
3.在现场的测试中,局部放电点的位置确定,有利于对某些特殊局部放电问题的正确判断。
在线监测模式中干式变压器局部放电分析一、干式变压器的局部放电问题分析干式变压器是指在其绕组和铁芯中不使用油作为绝缘介质的变压器。
相对于油浸变压器,干式变压器无油污染、无油泄漏的问题,因此在一些特殊场所和环境中得到了广泛应用。
干式变压器的局部放电问题一直是制约其发展的主要瓶颈之一。
局部放电是指绝缘介质中存在局部缺陷或受到局部电场强度过高时,介质发生电击穿或击穿前的放电现象。
局部放电不仅会导致绝缘材料的老化,还会引起绝缘剥落,甚至在恶劣情况下导致变压器的故障和事故。
在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析具有重要的意义和必要性。
在线监测模式可以实时监测和记录变压器的运行状态、绝缘材料的状态和局部放电情况。
通过综合分析这些数据,可以及时发现和诊断变压器的潜在问题,采取针对性的措施进行解决,从而保证变压器的正常运行和安全性。
通过在线监测模式对干式变压器的局部放电进行分析,可以为变压器的预防性维护和检修提供重要的依据和参考,有利于延长变压器的使用寿命和提高其可靠性。
1. 信号采集和处理在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析,首先需要进行信号的采集和处理。
可以采用一些先进的传感器和数据采集设备,对变压器的局部放电信号进行实时监测和采集。
然后,经过适当的信号处理和滤波,将采集到的数据转化为可分析的信息,为后续的处理和分析提供必要的数据基础。
2. 特征提取和分析在信号采集和处理的基础上,可以利用一些先进的特征提取和分析技术,对局部放电信号中的特征进行提取和分析。
可以采用小波变换、时频分析等方法,对局部放电信号进行特征提取和分析,从而获得变压器的局部放电特征参数和规律性变化。
3. 状态诊断和预测通过信号的特征提取和分析,可以对变压器的局部放电状态进行诊断和预测。
通过建立一定的模型和算法,可以对变压器的局部放电进行状态识别和预测,从而及时发现和解决潜在的问题,保证变压器的安全运行。
四、结语通过在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析,可以为变压器的正常运行和安全性提供重要的保障。
变压器局部放电在线监测系统通用技术规范本规范对应的专用技术规范目录变压器局部放电在线监测系统采购标准技术规范使用说明1. 本采购标准技术规范分为标准技术规范通用部分、标准技术规范专用部分以及本规范使用说明。
2. 采购标准技术规范通用部分原则上不需要设备招标人(项目单位)填写,更不允许随意更改。
如对其条款内容确实需要改动,项目单位应填写《项目单位通用部分条款变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。
经标书审查同意后,对通用部分的修改形成《项目单位通用部分条款变更表》,放入专用部分,随招标文件同时发出并视为有效。
3. 采购标准技术规范专用部分分为标准技术参数、项目单位需求部分和投标人响应部分。
《标准技术参数表》中“标准参数值”栏是标准化参数,不允许项目单位和投标人改动。
项目单位对“标准参数值”栏的差异部分,应填写“项目单位技术差异表”,“投标人保证值”栏应由投标人认真逐项填写。
项目单位需求部分由项目单位填写,包括招标设备的工程概况和招标设备的使用条件。
对扩建工程,可以提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。
投标人响应部分由投标人填写“投标人技术参数偏差表”,提供销售业绩、主要部件材料和其他要求提供的资料。
4. 投标人填写“技术参数和性能要求响应表”时,如与招标人要求有差异时,除填写“技术偏差表”外,必要时应提供相应试验报告。
5. 有关污秽、温度、海拔等需要修正的情况由项目单位提出并在专用部分的项目单位技术差异表明确表示。
6.采购标准技术规范的页面、标题等均为统一格式,不得随意更改。
目录1总则 (1)1.1 一般规定 (1)1.2 投标人应提供的资格文件 (1)1.3 工作范围和进度要求 (1)1.4 技术资料 (1)1.5 标准和规范 (1)1.6 必须提交的技术数据和信息 (2)2 性能要求 (2)3 主要技术参数 (2)4 外观和结构要求 (2)5 验收及技术培训 (3)6 技术服务 (3)附录A 供货业绩 (4)附录B 仪器配置表 (4)1总则1.1 一般规定1.1.1 投标人应具备招标公告所要求的资质,具体资质要求详见招标文件的商务部分。
变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范1范围本规范规定了变压器局部放电(特高频法)在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。
本规范适用于变压器局部放电(特高频法)在线监测装置。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 7261 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分:总则与定义GB/T 11287 电气继电器量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验GB 2423 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法GB 4208 外壳防护等级(IP代码)GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术DL/T 860 变电站通信网络和系统GB7354 局部放电测量GB/T16927 高电压试验技术3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。
3.1特高频法(ultra high frequency(UHF))指采用特定的传感器检测局部放电在特高频频段(300~1500MHz)所产生电磁波信号的方法。
3.2最小可测放电量在检定环境下针对特定典型的局部放电类型所能检出的最小放电量q min(pC)。
为了得到明确的测量结果,q min的测量幅值至少应为背景幅值的2倍。
4技术要求4.1通用技术要求在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。
4.1.1一致性功能应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线,采用统一的通信协议和数据格式,应具备时间同步功能。
上传数据应遵循DL/T 860通信协议。
在线监测装置传输的数据内容和方式,以及进行数据建模时应遵循的原则见附录A。
变压器局部放电在线监测系统一、市面上的变压器局部放电在线监测技术介绍1. 油中气体色谱分析法它是基于油中气体成分分析(DGA)的化学检测方法。
变压器采用油纸绝缘结构,当变压器油受到高电场能量作用时,即使温度较低,也会分解气体,如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等,也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。
检测油中气相色谱法可查出其所含上述气体组分的量值。
它的优点是不受外界电磁干扰影响,在变电站得到普遍应用,但它不能检测故障点的位置。
而且对于突发性故障不能反映出来。
2.超声波检测法典型的超声波传感器的频带大多为50kHz~200 kHz。
将超声探头放置在变压器外壳的各个部位,获取从变压器局内部放电传出来的超声波信号,同时还要获取放电的电信号相配合计算出放电源的位置。
该方法的优点是不影响电气主设备的安全运行,并且受电磁干扰影响较小,缺点是放电源和超声探头之间的波阻抗异常复杂,超声波信号常常因为传播途径复杂、衰减严重而导致检测灵敏度很低。
3.UHF(特高频)法这是目前变压器局部放电检测的一种新方法,通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF 电磁波,实现局部放电的检测。
由于检测频段较高,可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰, UHF 法能否检测电力变压器局部放电的位置,仍然是一个科研课题。
其困难表现在:(1)变压器结构复杂,局部放电产生的UHF电磁波在变压器内的传播特性尚不明了,特别是在铁心、绕组等障碍物对UHF 电磁波的衰减和畸变作用下最短光程原理的有效性问题是定位可行与否的首要问题。
(2)UHF 信号时延精确测量是进行准确局部放电定位的关键所在。
由于电磁波在变压器中的传播速度极快,仅稍低于真空中的光速,因此其时延精确测量十分困难,采用什么样的定位频带、时延测量应满足何种精度、如何达到这种测量精度等等都是UHF法所必须解决的问题。
4. 变压器局部放电在线监测定位系统 (武汉利捷电子技术有限责任公司)变压器局部放电在线监测定位系统是“电力变压器局部放电电气定位方法”专利技术在变电站运行变压器的应用扩展。
在线监测模式中干式变压器局部放电分析干式变压器是一种常见的电力设备,在电力系统中起着重要的作用。
而干式变压器的局部放电则是其运行过程中常见的故障现象之一,因此对其进行在线监测和分析显得尤为重要。
本文将介绍在线监测模式中干式变压器局部放电的分析方法和重要意义。
一、干式变压器局部放电的特点1. 局部放电的定义局部放电是指在绝缘材料中由于受到电场应力而出现的局部放电现象。
对于干式变压器而言,局部放电主要发生在其绝缘结构中的绝缘纸和树脂绝缘子上。
2. 局部放电的特点干式变压器局部放电具有以下几个主要特点:(1)放电能量小:干式变压器局部放电产生的能量通常很小,但长期积累会导致绝缘材料损坏。
(2)频率低:干式变压器局部放电的频率通常在几十千赫茨至数百千赫茨之间。
(3)持续时间长:干式变压器局部放电的持续时间通常在纳秒至微秒级别。
二、在线监测模式中的干式变压器局部放电分析方法1. 传统的干式变压器局部放电监测方法传统的干式变压器局部放电监测方法主要依靠人工巡视和定期离线检测,这种方法存在以下几个问题:(1)监测范围有限:人工巡视和定期离线检测无法对变压器进行全面监测,可能会遗漏一些隐蔽部位的异常情况。
(2)监测效率低:人工巡视和定期离线检测需要耗费大量人力物力,并且无法对变压器的运行状态进行实时监测。
2. 在线监测模式中的干式变压器局部放电分析方法随着电力设备监测技术的发展,基于在线监测模式的干式变压器局部放电分析方法得到了广泛应用。
该方法依托先进的传感器和监测设备,能够对变压器的运行状态进行实时监测,实现了对局部放电情况的全面掌握。
(1)传感器安装在线监测模式中,首先需要对干式变压器进行传感器的安装。
常用的传感器类型包括放电信号传感器、温度传感器、湿度传感器等。
这些传感器能够实时监测变压器的局部放电情况以及环境因素的变化,为后续的分析提供数据支持。
(2)数据采集与存储传感器采集到的数据需要进行实时的处理和存储。
变压器局部放电的在线监测技术在海上风力发电场中的应用随着海上风力发电技术的不断发展,大型风力发电场逐渐成为可再生能源领域的重要组成部分。
在海上风力发电场中,变压器作为电力系统的关键设备之一,负责输电和变换电压,具有至关重要的功能。
然而,变压器的故障和局部放电问题会极大地影响电力系统的稳定性和可靠性。
因此,在海上风力发电场中,变压器局部放电的在线监测技术变得尤为重要。
变压器局部放电是指在变压器内部绝缘系统的缺陷或老化导致电场强度超过局部空气绝缘耐受电场强度而发生放电现象。
这种放电会产生剧烈的高温和高压,从而导致绝缘材料的破坏和损坏,甚至引发火灾和爆炸。
因此,及时监测并诊断变压器局部放电问题对于保证电力系统的安全运行至关重要。
传统的变压器局部放电检测方法主要依赖于离线检测和定期巡检,这种方法存在着许多不足之处。
首先,离线检测无法连续监测变压器的工作状态,可能会错过临时故障的发生。
其次,定期巡检需要人工操作,耗时耗力且风险较高。
而在海上风力发电场中,海上环境的恶劣性使得巡检任务更加困难和危险。
因此,采用变压器局部放电的在线监测技术成为了解决这些问题的有效途径。
变压器局部放电的在线监测技术通过在变压器绝缘系统中部署传感器设备,实时监测变压器的运行状态,并通过数据传输系统将监测数据传送至监测中心,进行监测和分析。
这种技术的应用可以实现对变压器的全面监测和智能诊断,提前发现和定位变压器局部放电问题,有助于采取相应的维护措施,防止故障的发生。
在海上风力发电场中,变压器局部放电的在线监测技术具有以下几个优势:1. 提高安全性和可靠性:变压器局部放电的在线监测技术能够实时监测变压器的运行状态,发现潜在的故障因素,并及时采取措施修复,从而提高电力系统的安全性和可靠性。
2. 减少维护成本和人工巡检:传统的离线检测和定期巡检需要耗费大量的人力物力,而在线监测技术可以实现对变压器的远程监测,减少了巡检的工作量和成本。
3. 增加变压器的使用寿命:变压器局部放电的在线监测技术可以通过实时监测和智能诊断,及时发现并定位变压器绝缘系统的问题,以便及时采取修复措施,延长变压器的使用寿命。
变压器局部放电监测与识别技术变压器作为电力系统中重要的电力设备,承担着电能传输和配送的关键任务。
然而,长期以来由于环境因素、电力质量问题以及设备自身的老化等原因,变压器存在着局部放电现象。
局部放电不仅会导致设备的损坏,甚至可能引发事故,因此局部放电的监测与识别技术对于保障变压器的安全稳定运行至关重要。
一、局部放电监测技术1. 传感器技术传感器技术是局部放电监测的核心,主要用于采集变压器内部的电信号。
常见的传感器包括电压传感器、电流传感器和超声波传感器等。
通过传感器的部署,可以实时、连续地监测变压器内部的电信号变化,以便及时发现局部放电现象。
2. 信号处理技术传感器采集到的电信号需要进行信号处理,以便提取出局部放电的特征。
常见的信号处理技术包括滤波、傅里叶变换和小波变换等。
通过信号处理技术,可以将局部放电信号与其他干扰信号进行有效区分,提高监测的准确性和可靠性。
3. 数据采集与存储技术局部放电监测需要大量的数据采集与存储,以便进行后续的分析和识别。
现代化的变压器监测系统通常采用远程终端单元(RTU)进行数据采集,并通过云存储技术进行数据的长期存储和备份。
二、局部放电识别技术1. 特征提取技术局部放电信号具有一定的时域和频域特征,通过对信号进行特征提取,可以获取到与局部放电相关的特征参数。
常见的特征提取技术包括能量特征、频率特征和脉冲特征等。
2. 模式识别技术模式识别技术是局部放电识别的核心内容,主要通过对特征参数进行聚类分析、统计学方法和人工智能算法等进行局部放电的识别。
常见的模式识别算法包括支持向量机、神经网络和模糊集等。
3. 实时监测与诊断系统通过将局部放电监测与识别技术应用于实时监测与诊断系统中,可以实现对变压器的在线监测与故障诊断。
该系统能够提供实时的监测数据和诊断结果,并及时报警和采取相应的措施,提高变压器运行的可靠性和安全性。
三、发展趋势与展望随着科技的进步和电力系统的发展,局部放电监测与识别技术也在不断创新与完善。
在线监测模式中干式变压器局部放电分析干式变压器是一种常用的电力设备,广泛应用于工业和建筑领域,具有体积小、重量轻、维护方便等优点。
干式变压器在运行过程中可能会出现局部放电,严重影响其正常工作和寿命。
针对干式变压器的局部放电问题,进行在线监测和分析显得尤为重要。
1. 传感器安装:在干式变压器的关键部位安装局部放电传感器,通常采用无线传感器技术,能够实现对局部放电信号的实时采集和传输。
2. 信号采集:通过传感器采集到的局部放电信号,可以实时监测变压器内部的局部放电活动。
传感器的种类包括电容传感器、电流传感器、红外传感器等,可以根据实际需要选择合适的传感器。
3. 数据传输:采集到的局部放电信号数据会传输至监测中心或控制室,通过网络连接实现数据的传输和共享。
监测中心可以对多个变压器进行监测,收集和分析数据。
4. 信号处理:对传感器采集到的局部放电信号进行预处理和滤波,去除噪声和干扰信号,并提取出有效的局部放电特征参数,比如放电量、频率和持续时间等。
5. 数据分析:将提取出的局部放电特征参数进行分析和统计,根据不同的参数指标进行评估和判断。
可以根据局部放电的幅值大小、频率和波形等来评估变压器的状态和寿命。
6. 报警判定:根据数据分析的结果,如果局部放电的参数超过了设定的门限值,则发出报警信号,提醒工作人员注意并采取相应的维修和保养措施。
7. 维护措施:针对局部放电问题,根据分析结果制定相应的维护计划,及时进行维修和更换。
比如增加绝缘层、改善通风条件等,提高变压器的工作可靠性和寿命。
在线监测模式中的干式变压器局部放电分析,通过传感器采集和处理变压器内部的局部放电信号,可以及时发现和预测变压器的故障,保障其安全运行。
也为变压器的维护和保养提供了数据支持,延长了变压器的使用寿命。
变压器局部放电在线监测技术目录目录 (1)前言 (2)1在线监测方法 (2)1.1超声监测法 (2)1.2光测法 (3)1.3电脉冲法 (3)1.4射频监测法 (3)1.5超高频监测法 (3)2在线监测监控技术 (4)2.1.1现场噪声的抑制 (4)2.1.1.1 周期性干扰的抑制 (4)2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制 (5)2.1.1.1.3白噪声干扰的抑制 (5)2.1.2局部放电模式识别 (5)2.1.3局部放电定位技术 (6)3结束语 (7)结论 (7)致谢 (7)参考文献 (7)前言近年来 , 随着电力系统的快速发展 , 变压器的容量和电压等级不断提高 , 运行中的安全问题也越来越受到重视。
在变压器所发生的故障中 , 绝缘问题占很大的比重 , 因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测 , 确保运行中变压器的安全。
局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段 , 无论是检测理论还是检测技术 , 近年来都取得了较大的发展 , 并在电厂和电站中得到了实际应用。
相对传统的停电局部放电检测 , 在线局部放电检测可以长时间连续监测变压器局部绝缘放电情况 , 在放电量达到危险时 , 及时停机做进一步的检查 , 因此在检修工时和经济效益等方面有很大的优势 , 是目前惟一的一种有效避免变压器突发性事故的监测手段。
在线局部放电监测反映的是变压器实际工作状态下的绝缘放点情况,比离线检测更符合设备的实际运行工况。
1在线监测主要方法根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象,相应出现了电脉冲检测法超声波检测法、光测法及射频检测法和UHF超高频检测法。
、1.1超声监测法用固体在变压器油箱壁上的超声传感器接收变压器内部局放产生的超声波来检测局放的大小和位置。
通常采用的超声传感器为电压传感器,选用的频率范围为70-150kHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。
超声检测法主要用于定性判断是否有局放信号,结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。
近年来,由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展,超声检测的灵敏度有了较大的提高。
1.2光测法光测法是利用局部放电产生的光辐射进行检测。
在变压器油中,各种放电发出的光波不同,光电转换后,通过检测光电流的特征可以实现局放的识别。
虽然是实验室中利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展。
但由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低在实际中并未直接使用。
尽管如此,光纤技术作为超声技术的辅助手段应用于局放检测,将光纤伸入变压器油中,当变压器内部放生局放时,超声波在油中传播,这种机械力波挤压光纤,引起光纤变形,导致光纤折射率和光纤长度发生变化,从而光波被调制,通过适当的解调器即可测量出超声波,实现放电定位。
1.3 电脉冲法电脉冲法又称脉冲电流法,通过检测阻抗、变压器套管末端接地线、外壳接地线、铁芯接地线及绕组中由于局放引起的脉冲电流获得视在放电量。
该方法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。
IEC对此制订了相应标准,但存在以下缺点:a、由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率及动态范围都有影响,因此当试品电容量较大时,受耦合阻抗的限制,测试仪器的测量灵敏度也受到一定限制。
b、测试率低,一般小于1MHz,包含的信息量少。
c、现场测试中容易受到外界干扰噪声的影响,抗干扰能力较差。
电脉冲法的关键技术是如何有效地识别和抑制干扰,将真正的局放信号提取。
近年来,人们在原有技术基础上又引入信号分析方法,包括小波理论、神经网络、指纹分析、模糊诊断等方法,局放在线监测装置的性能有了进步,如德国AVO、L EMEC及澳大利亚虹项等局放在线监测装置,检测最小局放量达100pc,国内装置由于数字滤波技术不是很完善,只能检测3000pc局放量。
1.4 射频检测法利用罗哥夫斯基线圈从电气设备的中性点处取信号,测量的信号频率可达30MHz,提高了局放的测量频率。
测试系统安装方便,检测设备不改变电力系统运行方式。
对三相变压器而言,得到的信号是三相局放量总和,无法进行分辨,信号容易受外界干扰。
随着数字滤波技术的发展,该法在局放在线监测中有较广泛的应用,尤其是在发动机在线监测领域。
1.5 超高频检测法针对传统检测方法的不足,近年来出现了一种新的检测方法——超高频检测法。
超高频检测通过检测变压器内部局放产生的超高频(300-3000MHz)电信号,实现局部放电的检测和定位,达到抗干扰目的,局放放电特高频在线监测系统如图所示:图中局放放电特高频在线监测系统1——电力变压器;2——特高频传感器;3——通信电缆;4——特高频接收机;5——采集卡和工控机系统每一次局放的发生都伴随一个陡的电流脉冲,并向周围辐射电磁波。
研究表明,变压器中局部放电脉冲上升时间基本为1-2ns,发射的电磁波中超高频分量相当丰富。
这些超高频成分可以用电容传感器或脉冲电流法不同,脉冲电流法的频率测量范围一般不超过1MHz,UHF法的频率范围为300-3000 MHz。
脉冲电流法中将试品看作一个集中参数的对地电容发生一次局放时,试品电容两端产生一个是瞬时的电压变化,通过耦合电容在检测阻抗中产生一个脉冲电流。
UHF法传感器并非起电容耦合作用,而是接收超高频信号的天线。
超高频局放检测技术近年来得到了较快发展,在一些电力设备(如GIS、电机、电缆)的检测中已得到应用。
由于GIS结构为使用UHF法进行局放测量提供了有利的条件,电磁波以波导的方式传播,有利于局放信号的检测,因此该方法在GIS局放在线监测中起着较为重要的作用,起灵敏度可达到1pc。
UHF法在电机、电缆中也有较成功的应用,有的已形成产品。
对电力变压器而言,局放在变压器内油——隔板绝缘中,由于绝缘结构复杂,电磁波在其中传播时会发生多次折射、发射及衰减,同时变压器内壁箱也会对电磁波的传播带来不利影响,增加了局放超高频电磁波检测的难度,因此,深入研究油——隔板绝缘和箱壁对超高频电磁波传播机理的影响十分必要。
2在线监测关键技术变压器局部放电在线监测技术主要解决现场噪声的抑制、局部放电模式识别及局部放电的定位。
2.1.1现场噪声的抑制变压器正常运行时现场存在多种噪声干扰源,其中包括周期性干扰、白噪声干扰及脉冲干扰。
局部放电信号与干扰相比较弱,甚至相差几个数量级。
因此,在检测中如果不能有效地消除噪声干扰,局部放电信号就无法有效地分离出来。
这是目前局部放电在线监测中存在的最大难题。
2.1.1.1 周期性干扰的抑制周期性干扰的频谱特征与局部放电信号的频谱特征有较大差异,因此,常采用频域方法处理。
主要包括IIR陷波滤波器、FFT秩滤波器、固定系数滤波器和理想数字滤波器等,通过频谱分析来确定各谐波成分,然后再进行滤波。
近年来随着滤波技术的发展,滤除周期性干扰的方法越来越多,如自适应滤波、非自适应滤波和小波分析方法等。
自适应滤波技术利用周期性干扰信号与局部放电脉冲的不同相关性,在测得的信号中插入一定的延迟,通过自适应滤波器后就可以自动消除周期性干扰。
自适应滤波不用预先噪声干扰信息,一定程度上可以实现智能化。
2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制脉冲型干扰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在频域上分布非常接近, 时域的表现形式也基本相同。
常用的消除周期性脉冲干的方法有差动平衡法和脉冲极性鉴别法。
这两种方法都是利用2 个测量点间的极性行判别, 如果是外来脉冲, 表现为同极性, 内部局部放电脉冲表现出反极性, 由此可以判断是局部放电信号还是周期性脉冲信号。
在实际应用中, 由于两路脉冲干扰的来源和途径不同, 导致两路脉冲干扰在相位、幅值和波形上有很大的差别, 造成电路调整困难。
由于变压器绕组为电感、电阻和电容组成的分布参数, 传播途径比较复杂, 导致测得的两路脉冲不符合判别规律。
随机脉冲干扰与局部放电信号的特征也很相似, 有些是外部放电信号, 区分他们十分困难, 目前常采用逻辑判断和模式识别方式。
逻辑判断主要是采用可以抑制周期型脉冲干扰的差动平衡法和脉冲极性鉴别法, 但只能抑制外部耦合的干扰。
模式识别是根据不同脉冲的特征, 建立各自的指纹库,区分脉冲的类型, 是一种很有效的方法, 可靠性较高, 但建立脉冲指纹库工作量很大。
利用差动平衡。
法抗干扰的基本原理如图2 所示。
2.1.1.1.3 白噪声干扰的抑制白噪声信号是一均值为0 的平稳随机信号, 属宽带干扰信号, 与局部放电信号混叠在一起, 用常规的频域分析方法很难将其分离开来。
近年来一些数学家通过引入基于小波的滤波方法对白噪声干扰进行滤除。
小波去噪一般采用Shrinkage 技术, 设定一个门限值, 把系数小于门限的值置为0 , 保留大于门限的值, 再经过反变换, 得到去噪后的信号。
此方法具有实现简单、运算速度快、去噪效果好、波形失真小等优点。
上述方法对某种干扰可起到很好的抑制效果,但无法单独完全滤除现场所有噪声的干扰。
目前采用分层式干扰抑制方法, 可有效抑制现场的各种干扰。
在变压器中, 由于周期性干扰最为严重, 因此可以先滤除周期性干扰, 然后再滤除白噪声和脉冲干扰, 将检测到的局部放电信号失真降到最小。
2.1.2 局部放电模式识别最初的变压器局部放电在线监测设备对局部放电类型判定采用与离线检测相同的方法, 对局部放电的一些基本参数进行测量(如视在放电电荷、放电重复率、放电能量等) 。
随着统计分析方法在局部放电模式识别上的应用, 局部放电谱图作为一种重要的分析方法得到重视。
与传统的基本参数不同,放电谱图需要观察的基本参数不是一个工频周期内的信息, 而是一个比较长的时间段内基本参数的统计量。
这个时间段一般要大于100 个工频周期。
放电谱图根据基本参数的变化大致可分成三类: 随时间变化的放电谱图;随工频相位变化的放电谱图; 组合参数分布放电谱图。
以时间为变量的局部放电谱图反映了单个物理量测量值随时间的变化规律, 不同的绝缘缺陷对应不同的变化规律, 以相位为变量的局部放电谱图反映了放电量及次数在工频周期内按相位的分布, 将0°~360°的相位分成一定数目的相位窗, 观察每个相位窗内的局部放电特性, 从而形成一个完整的包含所有相位的局部放电谱图。
组合分布参数中的幅值分布和能量分布反映了视在放电量和放电能量的分布密度, 其密度大小不仅和放电源有关, 而且和绝缘的老化程度也有关。
该方法需要通过有经验的专业人员分析, 才能得出正确的结果, 在现场推广有很大的难度。
近年来, 一些学者利用局部放电谱图, 提出了以其为统计参数( 也称指纹参数) ,描述谱图的正、负半个周期的统计特征。
引入统计参数的目的是将繁杂而且仅仅是定性的各种分布谱图用于定量分析, 用定量的数值提取每个相应谱图的特征, 精确分析和判断测量到的局部放电信号。