在線監測模式中干式變壓器局部放電分析

張鑫

【摘 ?要】隨著科學技術的進步和電網行業的大力發展，電力變壓器是電力系統中的重要的元件之一，隨著我國智能化的電網的發展，對電力的變壓器可靠性的要求越來越高，然而干式變壓器是電力變壓器的一種類型，它對變壓器的作用及其重要。干式變壓器的局部放電會反映它存在的不同程度上的絕緣缺陷，極大程度上影響了絕緣體和破壞的問題。至今為止，相關的研究人員要把干式變壓器局部放電在線監測系統的研究放在首位，探索干式變壓器局部放電在線監測的模式，準確地判斷干式變壓器局部放電的類型，快速判斷出變壓器的絕緣缺陷的性質、位置和向相關部門的人員報備相關反映的信息，針對以上出現的問題較好的實施了對干式變壓器的缺陷進行維修。變壓器作為其的核心設備，其的可靠性和智能化的高低直接決定了電力系統的運行效率。

【關鍵詞】局部放電;在線監測;干式變壓器

人們都需要夢想來鞭策前行，那么電力系統中的變壓器是一個機器更需要有相關設備進行協助它快速的工作，迄今為止，隨著電力系統的快速發展，變壓器的容量和電壓的等級不斷提高，得到完善的同時，安全問題也是所有人越來越重視的話題。但是在變壓器的運行的過程中會發生故障的硬件問題是絕緣體占了極大的比例，為了解決這個問題，研究人員發明了一種有效的手段對變壓器絕緣體狀況進行監測，達到運行中變壓器的安全。因此，變壓器作為有效的局部的管理手段，無論在檢測原理還是檢測技術方面都有了較大程度的提高，并且被眾多的電廠和電站中使用。在線監測相對于傳統的停電局部放電監測有一定的區別，在線監測可以長時間連續的監測變壓器的局部放電絕緣體放電情況，如果放電量達到一定程度危險時，會及時的進一步停工檢查，就這一點，在檢修方面能減少人力和財力的投入，降低了成本，這也是在線監測的優勢之一，就是目前來說，在線監測是最適合實際運行電力變壓器的效率，從而促進了正常工作。

一、在線監測的方法

在線監測的方法有很多種，其中最主要的幾種是超聲監測法、光測法、電脈沖法、射頻監測法和超高頻監測法，針對不同的問題會采取不同的監測方法。不同的方法特點有不同的特色，還是存在本質上的區別的。

1.1超聲檢查法

顧名思義，在變壓器使用的過程中會發出聲音，比如聲色質等特點，這些特點會對超聲波的監測有幫助的作用，超聲波監測會使用超聲傳感器，通過傳感器的回饋的信息會更有效的鎖定局部放電的位置，并能判斷出局部放電的強弱的程度。超聲監測法的優點是受外界的影響較小，定位系統及其準確，研究較為成功。但是，超聲監測法的本身結構很復雜，絕緣體多樣化，聲波傳播的速度也不一樣，這些因素會影響監測的準確度，目前也在研究其他更加精確的監測的方法。

1.2光測法

局部放電是電場分布不均勻的體現，而且會隨著有光的現象。對光線的監測和分析就可以達到定位局部放電的位置和強弱程度，這個方法針對這兩個方法是最有效的方法之一。光線的光波的長短不一樣，并且要在一定范圍之內。要把光信號變成信號，對他們的識別之后，但是這個方法因為種種原因一直停留在實驗階段，因為安裝較為復雜成本高以及靈敏程度沒那么高，所以實際應用也較少。

1.3電脈沖法

局部放電伴隨著絕緣物質結構的損壞，與此同時會有新的物質產生。對這些新物質的結構和狀態進行測量，便可反映出局部放電的故障所在。生成的新物質多為氣體，對這些氣體進行分析和監測，可實現對故障的識別。但是，由于變壓器和生成物具有復雜特性，該方法目前尚未有統一的執行標準，且只能有效識別早期的可能性故障，對瞬時性故障的監測顯得乏力。

1.4射頻監測法

射頻檢測的機理是：過程中信號的取得源于電力變壓器的中性點。檢測信號的頻譜處于30 MHz，有效地增加了局部放電的測量效果。該方法測量系統的布置相對可行，而且可以不用更改整個系統的運行模式。但是，該方法不能對A，B，C三相局部放電進行信號區分，也容易在強電磁場中受到干擾。在數字化濾波技術進步的基礎上，該方法被日漸接受。

1.5超高頻局部放電檢測法

超高頻能有效監測局部放電的頻率帶寬，一般在300～3 000 MHz之間，對周圍事物的干擾性很大，有利于監測。

二、在線監測技術

根據現代技術的發展，變壓器局部放電在線監測主要是為了解決在現場發出的噪聲的抑制，局部放電的模式的識別以及對局部放電的定位。其中，在變壓器運行的過程中會存在很多種噪聲的干擾，比如有周期性干擾，白噪聲干擾以及脈沖干擾。但是在運行過程中，局部放電的信號源和干擾的信號源相比會相對來說比較弱，正是因為有極限的問題，但是在線監測的過程中，假如不能在規定時間內有效的消除噪聲的干擾就會無法與局部放電信號源快速的分離出來，就無法解決這一難題，這也是局部放電在線監測中存在的最大難題。

2.1 脈沖型干擾的抑制

在線監測技術在眾多技術當中脈沖型干擾的抑制可以分為周期性脈沖干擾和隨機性脈沖干擾。周期性脈沖干擾和局部放電信號源在地域和常見的頻域上的分布上非常接近，可以近乎相同的數據。在常見的消除周期性脈沖干擾的方法有差動平衡和脈動記性鑒別法。這種方法都是利用兩個測量點間的極性進行區別，如果是外來的脈沖，則表示的是同級性，那么局部放電會放出反極性。因此，在判斷是局部放電還是周期性脈沖信號，在實踐中是因為兩種脈沖干擾的來源和途徑都是不一樣。正是因為這兩種方式才到賬了兩路的脈沖在相位幅值和波形上也存在很大的不一致性，存在的錯別過大會導致電流難以調整，變壓器繞組為電感電阻和電容的參數過大傳播途徑很很可能，則可能會導致測量出兩個脈沖不符合判斷規律。

2.2 周期性干擾的抑制

在周期性干擾的頻普特征與局部放電的放電號的頻譜有很大的差別，因此，會常常采用頻域方法處理的。其中包括FFT值濾波器，固定系數波濾器和理想多通帶數字濾波器等方式。但是隨著近幾年的技術的不斷進步，在這上面也有所成績，有所發現，濾除周期性干擾的方法越來越多，比如有自適應濾波、非自適濾波，在利用這些方法在線監測的同時，會發現局部放電的相關性，在檢測的信號源插入的延遲，就會利用適應濾波器就可以消除周期性干擾，因此，在自適應濾波不用提前知道噪聲干擾信息，會盡快的實現了技術的智能化，減少部分資源的投入。

2.3 白噪聲干擾的抑制

白噪聲信號源是一般均值為0的平穩睡覺的信號，屬于寬帶干擾信號與進步放電號混合在一起，用常見的頻域的分析方法很難將他們兩個分離出來。但是可以通過引入基于小波的濾波方法對白噪聲干擾進行消除，就可以達到目的。

三、結束語

經過研究人員不斷的日夜兼程的研究，科學技術的不斷發展，終于在在線監測技術方面能到了很好的成績。但是隨著人們的欲望和要求的不斷提高，成績還是與預期的距離有一定的差距。所以，在接下來的探究中，不僅要提高檢測技術，還要對局部放電機理和放電脈沖在變壓器中的傳播途徑的理論要進一步深入研究。

參考文獻：

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（作者單位：順特電氣設備有限公司）