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局放检测趋势

发布时间:2022-04-25 11:09:49人气:2510

  在电网建设规模不断扩大的背景下,电力变压器在整个系统环境中发挥着越来越重要的作用。由于电压变压器的绝缘性能将直接影响其运行寿命和综合能效的发挥,因此做好电力变压器局部绝缘(放电)性能的检测(局部放电检测仪)是非常重要的。这项工作是电力系统运行部门、电力变压器研究机构和变压器制造商高度重视的热点问题之一。现有研究结果表明,电力变压器在绝缘局部放电过程中会产生电磁辐射、超声波、电脉冲、光等物质,诱发局部过热,因此也形成了一系列相应的检测方法,各有优势。本文分析了电力变压器局部放电检测中常见的技术方案,并进一步突出了局部放电检测技术的发展趋势,希望促进其应用。

  

  1.电力变压器局部放电检测技术的发展概况。

  

  检测技术的发展主要经历了三个阶段:

  

  第一阶段是带电检测阶段:自20世纪70年代以来,电力系统开始通过应用局部放电检测技术来检测电力变压器的局部放电性能。在本阶段,检测的主要对象是相关电气设备的绝缘参数,包括电力变压器。主要检测指标是泄漏电流,目的是在不停电的情况下完成测量。相应的测量设备相对简单,测量指标少,灵敏度低;

  

  第二阶段是仪器检测阶段:自20世纪80年代以来,生产了一系列专门用于带电试验的仪器设备,将电力变压器局部放电性能的检测从模拟测试转变为数字测量。通过应用传感器,检测到的参数信号可以直接转换为电气信号;

  

  第三阶段是微机多功能检测阶段:自20世纪90年代以来,随着计算机信息技术的推广和发展,以计算机处理技术为平台,形成了一个具有多功能特性的局部放电在线监控系统,集传感技术于一体。计算机技术。数字波形采集技术的应用可以提高在线监控的信息量,加快处理速度,检测参数可以实时显示,具有自动化的优点。

  

  2.电力变压器局部放电检测技术应用现状。

  

  在电力变压器局部放电过程中,不仅会产生电能损失和电荷转移,还会产生电磁辐射、超声波、电脉冲、光等物质,诱发局部过热。因此,目前也形成了一系列相应的检测方法,各有优势。常见的局部放电检测技术有以下类型:

  

  1)脉冲电流检测方法。

  

  脉冲电流法是电力变压器局部放电检测的主要技术方法之一,利用局部放电性能检测的基本工作原理是:在检测过程中,电力变压器可视为电力系统中的电容器装置,局部放电会导致电力变压器两端的电压差。此时,耦合电容器可以同时产生脉冲电流。脉冲电流的大小将直接受到局部放电量的影响。

  

  2)超声波检测方法。

  

  超声波检测方法主要是通过检测电力变压器在局部放电过程中产生的超声信号,从而准确判断局部放电的具体位置和放电量。超声波可以在任何方向和任何渠道的支持下传输,声音可以通过绝大多数绝缘材料传输。因此,超声波声能的衰减程度与频率之间存在一定的指数关系。在局部放电检测过程中,绝缘材料可视为声能对应的低级滤波器。这样,放电源的性质将直接决定超声波频率的大小和声能范围的变化。利用这一原理,可以实现局部放电的超声定位。然而,从实际应用的角度来看,该方法也存在一定的局限性:如果放电源位于电力变压器的绝缘深处,则信号难以接受,如何在多点同步放电的情况下进一步探讨超声信号的大小和局部放电位置。

  

  3)高频检测方法。

  

  在采用高频检测方法分析电力变压器局部放电的过程中,通常采用罗果夫斯基线圈测量电流信号(或采用高灵敏度电流互感器测量电流信号)。然后,通过处理和分析电流信号,判断电力变压器绝缘中是否存在局部放电问题。在高频检测方法的实际应用中,电力变压器局部放电现象的判断需要通过读取电流信号相位谱来实现,其相应的频率范围较高,可达到30mHz左右。

  

  4)光检测法。

  

  电力变压器局部放电后,波长在400nm~700nm范围内。光波可通过光电倍增管处理形成光电流。利用这一特点,我们可以通过检测光电流波长和强度水平来准确识别电力变压器的局部放电程度。

  

  3.电力变压器局部放电检测技术的发展趋势。

  

  目前,几种常见的局部放电检测技术各有应用优势,但也有一定的局限性。为了提高局部放电检测的综合性能和水平,还需要促进技术研究向以下方向发展:

  

  一是推进定向耦合差动平衡检测技术的研究和应用:在大型电力变压器的局部放电检测中,我们通常希望通过分析电流脉冲信号直接判断是否存在局部放电现象,并直接判断其程度和相序位置。但实际情况是:当某一阶段产生局部放电时,虽然脉冲信号可以通过相间电容与其他阶段耦合,但由于相间电容小,其他两相耦合的脉冲信号会减少6倍以上,从而判断放电相位。

  

  二是在局部信号检测中引入分形理论:相关研究发现,在电晕放电中,工频周期正半波的放电幅差不大,工频周期负半波的放电幅差较大。相应的分维数正半波是负半波的一半,即波形越复杂,分维数越大。不同形式的放电。不同电压等级下的分维数具有很强的规律性。分维数可以作为识别放电类型的特征量。

  

  结束语

  

  在电力系统快速发展、施工规模和装机容量不断提高的背景下,超高压、特高压等电力变压器开始广泛应用于电力系统运行过程中,设备定期检查和停电造成的损失不断增加。局部放电是衡量电力变压器绝缘强度水平的重要指标之一,也是电力变压器及相关设备绝缘强度下降的主要原因。在此基础上,为了保证电力变压器的稳定运行,使其在电网系统中发挥突出的优势,有必要将电力变压器的局部放电检测放在关键位置。本文重点分析和讨论了电力变压器局部放电检测技术的应用和发展趋势,希望引起重视。


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