淺談變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力事業(yè)迅速增長(zhǎng)，裝機(jī)容量和電網(wǎng)規(guī)模日益增大，人們對(duì)電力系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行可靠性的要求不斷提高，在現(xiàn)代電力設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)中，電力變壓器不僅屬于電力系統(tǒng)中最重要的和最昂貴的設(shè)備之列，而且是導(dǎo)致電力系統(tǒng)事故最多的設(shè)備之一，它的故障可能對(duì)電力系統(tǒng)和用戶造成重大的危害和影響。因此國(guó)內(nèi)外一直把電力變壓器在線檢測(cè)與診斷技術(shù)作為重要的科研攻關(guān)項(xiàng)目，現(xiàn)今大多數(shù)運(yùn)用的技術(shù)有局部放電法，和變壓器油色V分析法等。

一、變壓器在線監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

(一)變壓器局部放電(PD)在線監(jiān)測(cè)

1.原理：變壓器故障的主要原因是絕緣損壞，在故障前有局部放電產(chǎn)生，且伴隨下列信號(hào)：電流脈沖，電波、超聲波，C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO等氣體，光信號(hào)，超高頻電磁波。對(duì)上述五種信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，可以確定變壓器內(nèi)部局部放電的嚴(yán)重程度。因此五種信號(hào)的監(jiān)測(cè)都有人研究。在這些檢測(cè)方法中，電流脈沖法是最靈敏的。但是變電站現(xiàn)場(chǎng)電信號(hào)的干擾也是比較大的，因此采用常規(guī)的電流脈沖法，很難進(jìn)行測(cè)量。超聲波法及油中氣體分析法現(xiàn)場(chǎng)干擾較少，但超聲波法靈敏度低，對(duì)于那些深藏在絕緣內(nèi)部的放電往往檢測(cè)不到。同時(shí)超聲波信號(hào)的傳播時(shí)延大多是用電流脈沖信號(hào)觸發(fā)計(jì)時(shí)器來獲得。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)，往往淹沒于高的干擾脈沖之中而無法分辨，難以觸發(fā)計(jì)時(shí)器工作，從而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作出錯(cuò)誤的判斷。

2.方法：(1)差動(dòng)平衡法：比較進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)來自中性點(diǎn)傳感器，另一個(gè)來自變壓器鐵芯接地傳感器。當(dāng)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號(hào)，它在變壓器中性點(diǎn)及鐵芯接地傳感器上，產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的電流脈沖。而當(dāng)變壓器外部存在干擾信號(hào)時(shí)，他在這兩個(gè)傳感器上產(chǎn)生的電流脈沖方向相同，適當(dāng)選擇頻率，對(duì)這兩個(gè)電信號(hào)進(jìn)行比較，就可以對(duì)電暈干擾加以抑制。(2)超聲波檢測(cè)法：利用超聲波傳感器，在變壓器外殼上檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的聲信號(hào)。一方面當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，所產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào)就被檢測(cè)到，另一方面分布在油箱壁上的幾個(gè)超聲波傳感器也會(huì)檢測(cè)到聲波信號(hào)。但它要比電脈沖延遲某個(gè)時(shí)間，根據(jù)這個(gè)延遲時(shí)間，就能確定傳感器和放電發(fā)生點(diǎn)之間的距離，從而確定放電點(diǎn)的位置。(3)電氣定位法：利用超聲波傳播的方向和時(shí)間以及放電脈沖在繞組中的傳輸過程來確定放電位置的定位方法。

(二)變壓器油中溶解氣體(DGA)在線監(jiān)測(cè)

用油中溶解氣體氣相色譜分析判斷變壓器內(nèi)部故障：

1.原理：油浸電力變壓器中主要絕緣材料是變壓器油和絕緣油紙。這兩種材料在放電和熱作用下，會(huì)分解產(chǎn)生各種氣體。而變壓器內(nèi)部故障都伴隨著局部過熱和局部放電的現(xiàn)象，使油或紙或油和紙分解產(chǎn)生C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO和CO2等氣體。當(dāng)故障不太嚴(yán)重，產(chǎn)氣量較少時(shí)，所產(chǎn)生的氣體大部分溶解于絕緣油中。此外，發(fā)熱和放電的嚴(yán)重程度不同，所產(chǎn)生的氣體種類、油中溶解氣體的濃度、各種氣體的比例關(guān)系也不相同。因此，對(duì)油中溶解的氣體進(jìn)行氣相色譜分析便可發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的發(fā)熱和放電性故障。[來源

2.方法及其發(fā)展