變壓器帶電檢測定位及跟蹤技術(shù)的應(yīng)用

廖雍琦

摘? 要：目前我國電力行業(yè)和我國經(jīng)濟水平發(fā)展十分快速，變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，變壓器出現(xiàn)故障將會引起大面積停電，造成了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。局部放電是油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的重要起因之一，其特點為放電能量較小、放電時間極短，雖然不會立即引起變壓器故障，但在變壓器長期運行過程中將產(chǎn)生累積效應(yīng)，使內(nèi)部絕緣加速劣化、局部缺陷擴大，最終擊穿絕緣材質(zhì)。因此定期開展油浸式電力變壓器局部放電帶電檢測，對提高其工作效率及狀態(tài)評估有重要意義。帶電檢測相比于以往的預(yù)防性試驗，檢測過程靈活方便，不受停電時間限制，可有效預(yù)測電力設(shè)施早期潛伏性故障，此外還可對運行設(shè)備的壽命作出判斷。開展變壓器局部放電帶電檢測技術(shù)的研究，能有效檢出在設(shè)備運行期間暴露的安全隱患，且符合狀態(tài)檢修工作的要求以及當前電網(wǎng)發(fā)展新形勢下增供擴銷、度電必爭的需要。

關(guān)鍵詞：帶電檢測;局部放電;特高頻

引言

防止電力變壓器局部放電的關(guān)鍵是及時部署有效的局部放電技術(shù)，目前，我國廣泛應(yīng)用的部分卸料技術(shù)不僅有其前提條件和適用范圍，而且存在一些影響部分卸料和變壓器質(zhì)量的缺點，因此，技術(shù)人員需要對現(xiàn)有的檢測技術(shù)進行優(yōu)化，將超高頻檢測技術(shù)與數(shù)字檢測技術(shù)相結(jié)合，這是克服傳統(tǒng)定位技術(shù)缺點的唯一途徑，促進本地化技術(shù)在我國的良好發(fā)展，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全使用奠定堅實的基礎(chǔ)。

1變壓器故障診斷常用模型性能分析

已知變壓器故障類型可分為：放電型和過熱型，由于數(shù)據(jù)不平衡導(dǎo)致了SVM及其改進算法PSO?SVM在大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練后，雖然診斷放電類型故障準確率高于IEC三比值法，但是在單個特征空間里的低溫、中溫、高溫故障存在著重疊，導(dǎo)致診斷準確率依舊較低，改善效果甚微，而且IEC三比值法由于閾值固定導(dǎo)致了放電和中溫故障診斷的準確率較低。SVM及PSO?SVM診斷準確率低下的原因是一個分類器需要重復(fù)轉(zhuǎn)載數(shù)據(jù)，不僅效率低下，還不能診斷重疊的故障數(shù)據(jù)。而IEC三比值法雖然比SVM、PSO?SVM在中溫故障診斷中有較好的準確率，但由于閾值固定導(dǎo)致了整體準確率低下。

2變壓器類型多樣，體積、

對于重量大、難以移動的大型變壓器，需要專業(yè)的變壓器拆裝人員及運輸車輛將設(shè)備進行拆卸與運輸。對于體積小、重量輕的變壓器，可直接使用吊車將設(shè)備進行平行搬運以供檢測。無論哪種類型的變壓器，在檢測過程中都存在著效率低、流程復(fù)雜的缺點，且人工方式進行的設(shè)備拆卸與運輸存在潛在安全隱患。在該系統(tǒng)中，將配合使用交錯式軌道平移履帶對樣品進行運輸，通過用戶端的操作界面實現(xiàn)對樣品的智能化調(diào)運，從而保證被運輸樣品的安全性與準確性。

3變壓器帶電檢測技術(shù)

3.1超聲波檢測法

在局部放電過程中，分子劇烈運動，放電部位因為分子間的碰撞形成壓力。由此產(chǎn)生的壓力波是一系列的脈沖波，即聲波。放電產(chǎn)生的聲波，其頻譜很寬，約為10-107Hz，其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳直接聽到，而高于這一頻率范圍的稱為超聲波，必須使用超聲波傳感器才能接收到。超聲波法（AE）的優(yōu)點是通過傳感器檢測超聲波的聲壓判斷放電信號的強弱，電氣裝置的電信號不會對其產(chǎn)生任何影響，但容易受變壓器運行中的振動及噪聲干擾。由于超聲波在電力系統(tǒng)一般絕緣材質(zhì)中衰減較大，檢測時需要有前置放大器及濾波電路等，且超聲波法對介質(zhì)種類較為敏感，故檢測區(qū)域較小，常用于檢測空氣介質(zhì)放電，一般在開關(guān)柜的日常巡檢工作中使用頻繁，另外，在檢測套管、絕緣子等表面放電時定位準確度較高。

3.2光檢測法

光檢測法是通過部分發(fā)射檢測光輻射，通過光電倍增器接收光電電流，然后分析光電特性，實現(xiàn)局部發(fā)射。由于光電倍增管不能在強光下停留太長時間，測量設(shè)備基本不透明，傳感器必須穿透設(shè)備，所以現(xiàn)場通常不直接使用光電測量方法。而光檢測法主要用于分析局部放電頻譜、絕緣機理和局部放電電磁波的傳播。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，光檢測法在局部放電脈沖中也取得了良好的效果。此外，基于光纖技術(shù)，光檢測法也可能導(dǎo)致局部放電的局部放電。綜上所述，光檢測法適合于部分發(fā)射分析，但定量研究需要進一步完善。

3.3局部放電檢測方法

脈沖電流法是通過檢測阻抗、檢測變壓器接地線、外殼接地線、鐵芯接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流來獲得放電量，該電流傳感器通常按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種。變壓器運行環(huán)境復(fù)雜，迫切需要一種可在線檢測，同時受現(xiàn)場外界干擾噪聲影響較小的檢測技術(shù)，基于射頻技術(shù)的局部放電檢測應(yīng)運而生。目前，能達到300 ～ 3000 MHz超高頻信號局部放電檢測技術(shù)越來越成熟，可實現(xiàn)快速定位、精準檢測：當頻帶寬變化時，局部放電脈沖能做到隨帶寬變化，有效跟蹤，熱噪聲、諧波等都會對其造成影響，如果單考慮檢測裝置本身的熱噪聲，認為對靈敏度測量的影響可以接受，且靈敏度測量精準穩(wěn)定;另外，變壓器應(yīng)用場所較多，對其造成的電磁干擾溯源及其構(gòu)成復(fù)雜，都會對局部放電檢測造成影響，而使用超高頻檢測法（UHF檢測法），可使影響降到最低，具體操作為：用寬頻法抑制周圍可測頻譜干擾;用窄頻法將其與局部放電信號加以區(qū)別，做到有效識別，方便讀取。同時輔以數(shù)字化濾波技術(shù)，使得超高頻+數(shù)字化檢測方法在局部放電在線檢測中應(yīng)用前景廣闊。

3.4時差定位法

時差定位法的基本原理是局部放電產(chǎn)生的時域信號到達不同位置，傳感器的時間有差別，通過時差計算出放電源的位置。需要利用帶有高速示波器的檢測裝置進行帶電檢測，現(xiàn)有儀器的分辨率可達到納秒級別，現(xiàn)場帶電檢測定位精度可精確到10cm。利用時差定位法測試簡便、定位精度高，但需要較強的初始脈沖信號以精確檢測放電信號的起始時間。

4結(jié)語

變電站繞組測溫控制器進行整體測量，避免了溫度開關(guān)手動測量造成的誤差，不僅節(jié)省了大量的人力成本，還提升了工作效率。且讀取/控制溫度標準裝置溫度值時，不需要高處作業(yè)，減少了作業(yè)風險，依據(jù)不同變壓器的需求將檢測與定位的相關(guān)技術(shù)水平發(fā)揮出最大的作用以提高對電力變壓器放電的檢測定位準確性，同時提高檢測速度。

參考文獻

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