变压器局部放电在线监测

1、变压器局部放电在线监测变压器局部放电在线监测 XXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX目目 录录背景与意义局部放电监测系统背景与意义背景与意义 电力变压器是电力系统中的重要电气设备，在电力系统中处于枢纽地位，一旦发生故障，有可能发生大面积的停电事故，给电力系统和国民经济带来重大损失，由于电力变压器的绝缘结构通常采用绝缘性能良好的油浸式复合绝缘，随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力变压器绝缘劣化的重要原因，因而局部放电的检测和评价也就成为其绝缘状况监测的重要手段。 前人对 110kV 及以上电力变压器所引起的 100 例事故进行了综合分析，结果表明，其中由于绝缘引起的事

2、故为 83 例，占事故比例的 83%左右，其中有 50%左右的绝缘事故来自于匝间绝缘事故。随着我国 500kV、1000kV、以及800kV 等超高压、特高压电网的快速建设发展，局部放电已成为引起变压器绝缘性能降低甚至劣化的关键因素，是影响变压器乃至整个电力系统安全稳定、节能经济运行的主要原因。所以变压器局部放电在线监测势在必行。局部放电监测系统局部放电监测系统局部放电的概念及原因 在电压作用下，绝艳结构内部的间隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性放电现象，称为局部放电。局部放电的原因 当油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔，由于气体介电常数小，再交流电压下所承受的场强高，但其耐压强度却低于

3、油和纸绝缘材料，在气隙中易首先放电。 外界环境条件的影响。 设备制造质量不良。 金属部件或导电体之间接触不良。 局部放电监测系统局部放电监测系统变压器局部放电的检测方法 变压器局部放电过程中会产生一系列的光、声、电和机械振动等物理现象和化学变化，表现为产生脉冲电流、气体生成物、光、超声波、电磁波和能量损耗等现象。国内外变压器局部放电在线国内外变压器局部放电在线监测技术发展状况监测技术发展状况 国外在线监测技术从20世纪50年代开始研究，加拿大、日本等国家已经有相应的产品问世。 加拿大的R. Malewsky等在1986年提出用于在线监测变压器局部放电的差动平衡检测系统，并在单相变压器上做试验，

4、获得了较好的抗干扰能力。 1975年，Black提出的脉冲极性鉴别法具有强大的抗干扰能力。该方法开始用在设备的离线局部放电检测中，要求2个被试试品相同或容量与标准电容接近，并在外施电压下应用。1980年，Black将极性鉴别法用于强背景噪声下的电机定子导条局部放电测量，重复试验可精确地再现结果。 近年来，国外的一些科研人员开始研究用超宽带(UWB)或超高频(UHF)来检测局部放电。超高频范围内(3003000MHz)提取的局部放电信号基本无外界干扰，可极大地提高局部放电检测特别是在线检测)的可靠性和灵敏度。国内外变压器局部放电在线国内外变压器局部放电在线监测技术发展状况监测技术发展状况 20世

5、纪80年代，国内在线监测技术得到了迅速发展，相继研制出了不同类型的监测装置。 东北电力科学研究院研究出一种采用脉冲方向鉴别的变压器局部放电在线监测方法，用高频电流传感器分别从变压器外壳接地线和电流互感器末接地线上耦合脉冲电流信号，通过判断脉冲电流方向来控制局部电流信号的输出。 重庆大学孙才新等人提出用多端调节的方法抑制脉冲型干扰。该方法分别从高压套管、高压套管末屏接地线、绕组中性点接地线及变压器铁心接地线上取信号，将差动平衡法同多端调节法结合在一起，同时考虑抑制相间干扰和本相干扰。调节电路时，首先将来自相邻两相的干扰通过运算电路，仅输出本相的局部放电信号和干扰信号，然后送入差动平衡电路抑制本相

6、干扰。 清华大学研制的，JFY-3型变压器局部放电在线监测系统能连续监测多台大型变压器的局部放电。电流传感器采用环形铁心、宽带有源传感器，其带宽为0.01-1.2MHZ利用程控带通滤波器进行滤波，滤波器带宽为50kHz中心频率从50kHz到400kHz共7档。系统采用宽带多通道、大容量、高采样率数据采样，运用各种数字信号处理的方法抑制干扰。 西安交通大学研制了一套基于数字信号处理的电力变压器局部放电在线监测系统。该系统采用的数字滤波技术虽然能将干扰降低到一定水平，但由于局部放电信号很微弱，剩余的百分之几的干扰信号仍将对局部放电信号检测产生很大的影响，从而影响到后续的信号处理。局部放电监测系统二

7、、系统总体结构信号监测（变压器、传感器）信号处理（信号预处理、数据采集）信号传输分析和诊断模块（数据处理、故障诊断）局部放电监测系统信号的监测 利用电流传感器测量变压器局部放电产生的电流脉冲信号来确定局部放电的大小，应用超声波传感器检测局部放电产生的声信号来确定局部放电的位置，从而实现局部放电的检测与定位。 系统采用： 空心的罗氏线圈监测局部放电 独有的脉冲分离技术，增强监测回路的抗干扰能力。局部放电监测系统 信号的处理 信号预处理 传感器输出信号固定增益放大器滤波器程控增益放大器微调放大器局部放电监测系统数据采集 采集来自传感器的各种电信号，将其送往监控中心的数据分析和诊断模块，对监测到的数

8、据进行进一步分析处理。本系统采集模块为一个数据采集卡。包括采样保持和模数转换器ADC。采样保持采样保持放大器（倍数为1）电子开关保持电容器局部放电监测系统 放大的电路设计 变压器局部放电超声波传感器输出的信号一般很微弱，因此要求放大电路具有高增益、低噪声的特点，以便尽可能的减少信号失真。 本系统中的放大电路共有三级组成：第一级放大倍数固定为10倍；第二级和第三级由程控放大电路和可变增益放大器组成。局部放电监测系统第一级放大电路局部放电监测系统第二级放大电路局部放电监测系统第三级放大电路局部放电监测系统 信号的传输 将采集到的信号传送至后续单元。本装置将电信号转化为光信号，通过光缆实现现场的测量系统与监控中心的通信，从而实现现场与主控室的电气隔离，提高系统抗信号的干扰能力和信号传输的可靠性。故障诊断与故障定位故障诊断 对所采集的数据进行处理和分析，获取反应设备状态的特征量（放电量、放电相位、放电次数）。利用BP神经网络进行局部放电故障诊断。BP神经网络BP神经网络是一种