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摘要:在引发电力事故的各种原因中,电力变压器局部放电是重要的原因之一,针对这一现象,当前国内外相关人员都以放电理论为基础进行了深入的探讨。本文亦从电力变压器局部放电超高频的各种检测方法进行分析,探讨技术方法的应用原理与实用性,以供参考。
关键词:电力变压器;局部放电;超高频检测方法
变压器局部放电会导致电力设备的绝缘体出现严重的劣化,影响电力系统的正常运行,而运用适当的检测方法则能有效预防事故的发生。本文对此进行探讨,详细分析电力变压器局部放电超高频检测实践技术与方法。
1电力变压器局部放电检测方法研究
1.1脉冲电流法
这种方法得到了当前国际的公认,且研究与应用最早,一旦电力变压器出现了局部放电的故障,那么铁芯接线等位置就会因为局部放电而出现脉冲电流,在适当的位置将高精度电流传感器进行安装,就能及时准确地采集到局部特性参数,便于研究与分析,从而对故障的情况进行准确的定位。根据频带范围对脉冲电流传感器进行划分,主要包括窄带与宽带,前者频宽一般为10kHz,中心频率为25kHz左右,所以具备了较好的抗干扰能力与敏感度,但由于范围较小,影响了输出性能,所以很容易发生畸变的情况。后者的频宽能达到100kHz以上,中心频率也在200kHz~400kHz的范围内,其性能好,分辨能力强,但在使用的同时信噪却不高。这种方法检测的原理非常简单,其涉及到的逻辑也较为简洁,安装工作与调试工作更是方便,所以得到了广泛的应用。也正是因为其灵敏度与准确度较高,对其分辨率和动态范围的检测有更大的影响,所以一旦电容量比较大,那么测试仪器的可靠性就难以满足电网在线的监测标准[1]。此外,其频率也不高,一般不会超过1MHz,所以脉冲电流信息在采集的过程中就会出现丢失的问题,且无法准确地反映出发生故障的原因。检测方法的应用在离线的情况下具有很高的可靠性与灵敏度,一旦在线,那么就会受到外界噪声等众多因素的影响,无法具备很高的抗干扰能力。在进一步的研发与改善工作中,要考虑解决有关智能电网在线动态监测的定位等需求。
1.2超高频UHF检测法
这种方法的应用得益于各种光纤通信技术、数据处理技术发展背景下广泛应用而产生的,主要通过对变压器局部放电出现的超高频电信号进行有效采集,从而完成局部放电具体故障部位的确定与检测[2]。这一方法能够很好地克服上述方式中有关检测频带范围宽窄的问题,能够实现对变压器局部放电在300MHz~3000MHz范围内电磁波信号的采集,并且也具备了很强的抗干扰能力。超高频UHF通过信号调整电路、数据处理单元以及高频传感器等组成,一旦局部放电出现了故障,那么UHF传感器就能采集到相应的信号并将其转换为电压信号,传输到调整单元中再进行数据处理,最终实现数据采集、处理与存储的整理工作,数据传输到集控中心进行分析与处理以及在线的动态监控是根据一定的逻辑和原理完成的,具体检测方案如下图所示。
图示超高频检测系统结构
根据超高频对不同天线安装的接收,上述方法则能对电力变压器局部信号的天线位置进行识别与检测,最终具体选定方式,当前还没有相应的规范与标准。很多超高频信号接收天线都是通过工程操作人员在工程监测功能需求基础上的再次设计,同时能够很好地配合超高频的在线功能应用。一旦变压器出现了局部放电的故障,那么电磁波就在内部传播,而少数的能实现接缝等传出外部,所以超高频天线就能及时收集到信号。这些实践与研究结果表明,内置形式下的天线电磁波具有比外置情况更好的抗干扰能力与接收能力,但内置式的天线必须要求在生产电力变压器时就对其位置加以设置,或是专门放置油阀在箱体中,这就导致设置难以实现,也成为了超高频检测技术今后研发与应用的难点。
2电压变电器局部放电非电测法分析
2.1超声波检测法
由于电力变压器在局部放电出现故障的同时就伴随了超声波信号,很快进行传播,油箱外壁对传感器的安装能够实现采集超声波的目的,并及时将其转换为电信号,于是随时进行测量。而超声波传感器本身的干扰能力不强,灵敏度也存在缺陷,这加大了监测超声波信号的难度,所以在具体的实践当中,为了更准确进行定位采集工作,就要对故障进行定性的判断,并对故障进行物理定位。
2.2光测法
这种方法主要利用放电的整个过程出现的光辐射产生测量价值,不同的放电故障出现的光波长并不相同,有研究表示这些光波长约为500nm~700nm,在对其进行采集与转换以后,就能检测光电流进而识别放电故障[3]。但是,这种方法对设备的要求比较高,价格上较为昂贵,且不具备较高的灵敏度,所以在当前的发展与工程应用上不够成熟,需要在今后的开发中从光纤技术的角度展开其他辅助性的检测工作,从而提高检测的准确性。
2.3气相色谱检测法
一旦电力变压器出现局部放电,内部就会因此而放热,出现很多气体,通过传感器对气体的成分与含量进行检测,能够准确判断故障的情况,这就是气相色谱检测法运用的原理,其中的气体主要包括C2H2与H2,需要经过一定的逻辑判断与计算公式来确定故障的具体类型。这种方法具备了结构简单、抗干扰能力强、识别自动性能等优势,但却存在难以发现突发性故障的漏洞。此外,气体传感器关于气体成分的提取上还有一些问题,需要更深入的研究。
3结束语
上述的分析不难发现,多种有关电力变压器局部放电超高频检测方法的应用与进一步的深入开发研究还有很大的潜力与广阔的发展空间,其运用原理通常较为简单,相信在我国科学技术的不断发展推动下,各种检测法将发挥更大的功能,在局部放电检测的工作中体现更大的价值。
参考文献
[1]隋新.电力变压器局部放电检测技术研究[J].工艺与技术,2013,30(384):98-99.
[2]叶彦杰.电力变压器局部放电检测方法探讨[J].南方电网技术,2012,5(01):85-87.
[3]王路军.电力变压器局部放电检测方法研究[J].工艺与技术,2013,27(381):97-98.