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摘要:在发生不同位置、不同类型的局部放电时,通过选择合适的检测方法可以对变压器的状态做出综合的评估。每一种方法都有其优越性和局限性,需要多项检测技术相互配合、综合分析,才能准确的对变器状态做出判断,避免事故发生。
关键词:电力、变压器、带电检测、定位
引言:为了解决局部放电问题,国内外涌现很多带电检测及定位技术,各自具有不同的优势和缺陷,应结合具体情况,发挥相关技术的最大作用。根据研究发现,联合使用多种带电检测及定位方法能够有效提升检测定位的准确度和效率。
1变压器局部放电带电检测方法
1.1变压器铁心接地在线监测技术
该技术相对比较成熟,可以及时发现铁心及夹件多点接地,防止局部过热。当铁心上沉淀有油泥或金属碎屑时,会出现多点接地,进而形成闭合回路。因为变压器在强磁场下运行,主磁通穿过上述回路时,会形成感应电流,危及变压器的运行。单点接地时,电流非常小,接近于零;当多点接地时,绕组匝间内将有环流流通,通常可达几十安。该法中,使用钳形电流表测试接地电流时,要注意排除干扰,一般采用钳形电流表紧靠接地线,测得一个电流值,再将地线钳入,测得第二次电流值,两次电流值之差则为实际接地电流。
1.2局部放电的电测法
1.2.1高频检测法
高频检测法是用于变压器局部放电检测与定位的常用检测方法之一。高频局部放电检测传感器多为高频电流传感器,采用罗格夫斯基线圈结构,他通常是由环形铁氧体磁芯构成,其检测频率范围为3-30MHz。检测时,选取合适线圈匝数和积分电阻的高频电流传感器,将变压器铁心接地引下线穿过罗氏线圈,局部放电高频电流信号通过罗氏线圈耦合传入系统,经过放大、去噪、分析等输出数据终端,以此来确定变压器是否存在局部放点缺陷。目前高频检测法具有检测灵敏度高;简单便携等优点,同时也存在抗干扰能力相对较弱的局限性。
1.2.2超高频检测法
近年来针对传统的电测法的不足,研发出了一种新型的利用电测法来检测局放的方法。超高频检测法也叫做无线电干扰电压法。该法接受的是局放所产生的信号中的超高频信号(300-3000MHz),这样就检测到的信号能够起到很好的抗干扰能力,接收到的超高电磁波经过处理以后就可以找到局放所在的位置和程度。目前电力变压器按照传感器安装位置可分为内置传感器和外置传感器法,外置传感器法使用、维护、成本及应用要求较低可以广泛应用,但应用于变压器检测会因为内部局放信号衰减和外部环境干扰等因素导致较难采集到正确的局放信号;而内置传感器虽然抗干扰能力强,但造价高,同时给生产和安装造成了困难。
1.3非电测法
1.3.1超声波检测法
超声波检测法主要是通过对电力变压器在局部放电过程中所产生超声波信号进行检测的方式,從而对局部放电的具体位置以及放电量大小做出准确的判断。在局部放电检测的过程当中,可以将绝缘材料看做是声能所对应的低级滤波器。这样一来,放电源的性质会直接决定超声波声频率的大小以及声能幅度的变化情况,利用这一原理,能够实现对局部放电的超声波定位。
1.3.2光检测法
局放发生以后会产生光波(400-700nm),光波经过光电倍增管处理以后就会产生光电流,然后对光电流的强度和波长进行检测后就可以对局放的程度进行鉴别。光测法目前在实验室的研究中取得了很大的成果,但是在实际应用之中,由于设备昂贵且对测量物的透明程度要求要高,因此限制了光测法的实际应用。在光纤技术迅猛发展以后,光检测法有了一定程度的发展。在未来光测法的发展上,主要就是将光测法和声测法结合起来对局放进行测定。目前,光测法仅适用于定性分析。
1.3.3化学检测法
变压器局部放电可能会导致变压器中绝缘材料分解产生生成物,化学检测法就是通过检测生成物的成分和浓度来判断局部放电的状态。变压器因局部放电而产生的主要生成物包括H2,CH4,CO2,C2H2等。离线化学检验法通过实验室油色谱定期对油中的气体分析,但所获得的信息为长期异常现象产生气体的累加值,对于突发性故障预防较低。化学方法的在线检测技术正逐步推广,包括变压器油色在线检测、变压器油中氢气浓度在线检测、变压器油中乙炔在线检测等,它们可以反映不同气体的动态特性,从而提取出变压器内的局部放电信息。
2变压器局部放电带电检测定位措施
2.1超声波检测定位
该定位方法是利用超声波信号和电脉冲信号之间的时差进行定位。具有抗干扰能力强、携带方便等优点,是目前比较常用的定位方法。在进行定位时,以变压器箱体上贴附的一路传感器为参考点,测试放电信号参考点与其他传感器之间的时差,然后利用双曲面法计算放电的位置。然而在计算的过程中,经常会将声速假设为一个固定的等值,但实际情况是由于放电部位等的差异,超声波传播的速度并不一样,所以会对定位的精确性造成比较大的误差,所以在使用超声波定位的过程中必须要注意,采用声速变量以及增加探头的方式进行优化。此外,影响超声波定位准确的因素还有计算方法、时差估计等。
2.2特高频检测定位
在发生局部放电时,产生的特高频电磁信号有较强的抗干扰能力,同时其传播速度较快,能够对放电位置进行快速准确的定位,但由于特高频电磁波在金属物质的传播性能较差,变压器内部结构复杂,道保护的保护通道状态,采用剩余的通道2状态字节来定位,然后通过复用通道中SDH通信网络来监测通信状态监测,并对通信开销部分进行插入状态标志,一旦通信节点监测到系统故障时,即可依据故障状态位定义,输入到有效帧格式中,由其发送到对侧的保护装置,以记录这一状态,从而判断出故障点和故障原因。
2.3局部放电检测联合定位法
在定位局部放电位置时,如果使用某一种技术来定位,由于影响因素很多,致使不能准确定位。因此,可以把几种定位技术联合起来使用,比如超高频与超声波联合定位方法,超高频与光学定位联合定位,确保定位的准确性。
2.4“特高频-光”联合检测
相对于荧光光纤,普通塑料光纤具有独特的特点。由于普通塑料光纤受自身数值孔径的限制,只能接收到上下端部数值孔径限制角范围内的放电光信号,利用塑料光纤这一特性,采用光测法对电力变压器进行放电定位。由于光纤的孔径限制角很小,使得光测法只能对小范围区域放电进行定位,故采用光测法对变压器局部放电定位时,需要利用其他方法进行大致定位。
结束语:进入新世纪以来,我国的市场经济持续繁荣,社会生产生活的用电量持续膨胀,电力行业迎来了前所未有的发展机遇和挑战。如今我国的电网规模不断扩大,如何保障电网的平稳运行成为电力行业关注的重点。在电力系统中,电力变压器是重要的组成部分,但是在应用电力变压器的过程中经常会出现局部带电的情况。为了弥补电力变压器的物理缺陷,应用科学的局部放电带电检测及定位技术势在必行。
参考文献
[1]张浩宁,黄雪莜,熊俊.配电网低压线路长度带电检测方法研究[J].计算机产品与流通,2020,0(4):93.
[2]臧其贤,热孜万古丽·托呼提.电力变压器局部放电带电检测及定位技术研究[J].科技经济导刊,2017(20):41,38.
[3]唐志国,李成榕,黄兴泉,王伟,程序,李君.基于辐射电磁波检测的电力变压器局部放电定位研究[J].中国电机工程学报,2016,(03):96-101.
[4]G.H.Vaillancourt,姜孝腊.电力变压器中局部放电测量的三种技术的比较[J].变压器,2015,(12):28-33.
关键词:电力、变压器、带电检测、定位
引言:为了解决局部放电问题,国内外涌现很多带电检测及定位技术,各自具有不同的优势和缺陷,应结合具体情况,发挥相关技术的最大作用。根据研究发现,联合使用多种带电检测及定位方法能够有效提升检测定位的准确度和效率。
1变压器局部放电带电检测方法
1.1变压器铁心接地在线监测技术
该技术相对比较成熟,可以及时发现铁心及夹件多点接地,防止局部过热。当铁心上沉淀有油泥或金属碎屑时,会出现多点接地,进而形成闭合回路。因为变压器在强磁场下运行,主磁通穿过上述回路时,会形成感应电流,危及变压器的运行。单点接地时,电流非常小,接近于零;当多点接地时,绕组匝间内将有环流流通,通常可达几十安。该法中,使用钳形电流表测试接地电流时,要注意排除干扰,一般采用钳形电流表紧靠接地线,测得一个电流值,再将地线钳入,测得第二次电流值,两次电流值之差则为实际接地电流。
1.2局部放电的电测法
1.2.1高频检测法
高频检测法是用于变压器局部放电检测与定位的常用检测方法之一。高频局部放电检测传感器多为高频电流传感器,采用罗格夫斯基线圈结构,他通常是由环形铁氧体磁芯构成,其检测频率范围为3-30MHz。检测时,选取合适线圈匝数和积分电阻的高频电流传感器,将变压器铁心接地引下线穿过罗氏线圈,局部放电高频电流信号通过罗氏线圈耦合传入系统,经过放大、去噪、分析等输出数据终端,以此来确定变压器是否存在局部放点缺陷。目前高频检测法具有检测灵敏度高;简单便携等优点,同时也存在抗干扰能力相对较弱的局限性。
1.2.2超高频检测法
近年来针对传统的电测法的不足,研发出了一种新型的利用电测法来检测局放的方法。超高频检测法也叫做无线电干扰电压法。该法接受的是局放所产生的信号中的超高频信号(300-3000MHz),这样就检测到的信号能够起到很好的抗干扰能力,接收到的超高电磁波经过处理以后就可以找到局放所在的位置和程度。目前电力变压器按照传感器安装位置可分为内置传感器和外置传感器法,外置传感器法使用、维护、成本及应用要求较低可以广泛应用,但应用于变压器检测会因为内部局放信号衰减和外部环境干扰等因素导致较难采集到正确的局放信号;而内置传感器虽然抗干扰能力强,但造价高,同时给生产和安装造成了困难。
1.3非电测法
1.3.1超声波检测法
超声波检测法主要是通过对电力变压器在局部放电过程中所产生超声波信号进行检测的方式,從而对局部放电的具体位置以及放电量大小做出准确的判断。在局部放电检测的过程当中,可以将绝缘材料看做是声能所对应的低级滤波器。这样一来,放电源的性质会直接决定超声波声频率的大小以及声能幅度的变化情况,利用这一原理,能够实现对局部放电的超声波定位。
1.3.2光检测法
局放发生以后会产生光波(400-700nm),光波经过光电倍增管处理以后就会产生光电流,然后对光电流的强度和波长进行检测后就可以对局放的程度进行鉴别。光测法目前在实验室的研究中取得了很大的成果,但是在实际应用之中,由于设备昂贵且对测量物的透明程度要求要高,因此限制了光测法的实际应用。在光纤技术迅猛发展以后,光检测法有了一定程度的发展。在未来光测法的发展上,主要就是将光测法和声测法结合起来对局放进行测定。目前,光测法仅适用于定性分析。
1.3.3化学检测法
变压器局部放电可能会导致变压器中绝缘材料分解产生生成物,化学检测法就是通过检测生成物的成分和浓度来判断局部放电的状态。变压器因局部放电而产生的主要生成物包括H2,CH4,CO2,C2H2等。离线化学检验法通过实验室油色谱定期对油中的气体分析,但所获得的信息为长期异常现象产生气体的累加值,对于突发性故障预防较低。化学方法的在线检测技术正逐步推广,包括变压器油色在线检测、变压器油中氢气浓度在线检测、变压器油中乙炔在线检测等,它们可以反映不同气体的动态特性,从而提取出变压器内的局部放电信息。
2变压器局部放电带电检测定位措施
2.1超声波检测定位
该定位方法是利用超声波信号和电脉冲信号之间的时差进行定位。具有抗干扰能力强、携带方便等优点,是目前比较常用的定位方法。在进行定位时,以变压器箱体上贴附的一路传感器为参考点,测试放电信号参考点与其他传感器之间的时差,然后利用双曲面法计算放电的位置。然而在计算的过程中,经常会将声速假设为一个固定的等值,但实际情况是由于放电部位等的差异,超声波传播的速度并不一样,所以会对定位的精确性造成比较大的误差,所以在使用超声波定位的过程中必须要注意,采用声速变量以及增加探头的方式进行优化。此外,影响超声波定位准确的因素还有计算方法、时差估计等。
2.2特高频检测定位
在发生局部放电时,产生的特高频电磁信号有较强的抗干扰能力,同时其传播速度较快,能够对放电位置进行快速准确的定位,但由于特高频电磁波在金属物质的传播性能较差,变压器内部结构复杂,道保护的保护通道状态,采用剩余的通道2状态字节来定位,然后通过复用通道中SDH通信网络来监测通信状态监测,并对通信开销部分进行插入状态标志,一旦通信节点监测到系统故障时,即可依据故障状态位定义,输入到有效帧格式中,由其发送到对侧的保护装置,以记录这一状态,从而判断出故障点和故障原因。
2.3局部放电检测联合定位法
在定位局部放电位置时,如果使用某一种技术来定位,由于影响因素很多,致使不能准确定位。因此,可以把几种定位技术联合起来使用,比如超高频与超声波联合定位方法,超高频与光学定位联合定位,确保定位的准确性。
2.4“特高频-光”联合检测
相对于荧光光纤,普通塑料光纤具有独特的特点。由于普通塑料光纤受自身数值孔径的限制,只能接收到上下端部数值孔径限制角范围内的放电光信号,利用塑料光纤这一特性,采用光测法对电力变压器进行放电定位。由于光纤的孔径限制角很小,使得光测法只能对小范围区域放电进行定位,故采用光测法对变压器局部放电定位时,需要利用其他方法进行大致定位。
结束语:进入新世纪以来,我国的市场经济持续繁荣,社会生产生活的用电量持续膨胀,电力行业迎来了前所未有的发展机遇和挑战。如今我国的电网规模不断扩大,如何保障电网的平稳运行成为电力行业关注的重点。在电力系统中,电力变压器是重要的组成部分,但是在应用电力变压器的过程中经常会出现局部带电的情况。为了弥补电力变压器的物理缺陷,应用科学的局部放电带电检测及定位技术势在必行。
参考文献
[1]张浩宁,黄雪莜,熊俊.配电网低压线路长度带电检测方法研究[J].计算机产品与流通,2020,0(4):93.
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[3]唐志国,李成榕,黄兴泉,王伟,程序,李君.基于辐射电磁波检测的电力变压器局部放电定位研究[J].中国电机工程学报,2016,(03):96-101.
[4]G.H.Vaillancourt,姜孝腊.电力变压器中局部放电测量的三种技术的比较[J].变压器,2015,(12):28-33.