淺談變壓器在線監(jiān)測技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力事業(yè)迅速增長，裝機容量和電網(wǎng)規(guī)模日益增大，人們對電力系統(tǒng)中設(shè)備的運行可靠性的要求不斷提高，在現(xiàn)代電力設(shè)備的運行和維護中，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，它的故障可能對電力系統(tǒng)和用戶造成重大的危害和影響。因此國內(nèi)外一直把電力變壓器在線檢測與診斷技術(shù)作為重要的科研攻關(guān)項目，現(xiàn)今大多數(shù)運用的技術(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)測研究現(xiàn)狀

(一)變壓器局部放電(PD)在線監(jiān)測

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：電流脈沖，電波、超聲波，C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO等氣體，光信號，超高頻電磁波。對上述五種信號進行測量，可以確定變壓器內(nèi)部局部放電的嚴(yán)重程度。因此五種信號的監(jiān)測都有人研究。在這些檢測方法中，電流脈沖法是最靈敏的。但是變電站現(xiàn)場電信號的干擾也是比較大的，因此采用常規(guī)的電流脈沖法，很難進行測量。超聲波法及油中氣體分析法現(xiàn)場干擾較少，但超聲波法靈敏度低，對于那些深藏在絕緣內(nèi)部的放電往往檢測不到。同時超聲波信號的傳播時延大多是用電流脈沖信號觸發(fā)計時器來獲得。在現(xiàn)場使用時，局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號，往往淹沒于高的干擾脈沖之中而無法分辨，難以觸發(fā)計時器工作，從而導(dǎo)致監(jiān)測系統(tǒng)作出錯誤的判斷。

2.方法：(1)差動平衡法：比較進入測量系統(tǒng)的兩個信號，一個來自中性點傳感器，另一個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，它在變壓器中性點及鐵芯接地傳感器上，產(chǎn)生兩個方向相反的電流脈沖。而當(dāng)變壓器外部存在干擾信號時，他在這兩個傳感器上產(chǎn)生的電流脈沖方向相同，適當(dāng)選擇頻率，對這兩個電信號進行比較，就可以對電暈干擾加以抑制。(2)超聲波檢測法：利用超聲波傳感器，在變壓器外殼上檢測局部放電產(chǎn)生的聲信號。一方面當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時，所產(chǎn)生的電流脈沖信號就被檢測到，另一方面分布在油箱壁上的幾個超聲波傳感器也會檢測到聲波信號。但它要比電脈沖延遲某個時間，根據(jù)這個延遲時間，就能確定傳感器和放電發(fā)生點之間的距離，從而確定放電點的位置。(3)電氣定位法：利用超聲波傳播的方向和時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

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，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，對油中溶解的氣體進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