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摘要：在线监测变压器局部放电是对运行中的电力变压器局部放电进行监测，并进行数据处置分析，以期对变压器进行尽缘诊断，需要时提供报警。
要害词：变压器；局部放电；在线监测技术
中图分类号：TM411 文献标志码：B文章编号：1003-0867(2007)04-0013-02
供电企持久以来延续的以时间周期为根蒂根基的定期实验、检修制度，已不能顺应现有装备的运行需要。从定期检修过渡到状态检修，是电力系统成长的必然趋向。
尽缘体中只有局部区域发生放电，而没有贯串到带电的导体之间，这类现象称之为局部放电。它与尽缘的老化及尽缘的缺陷紧密亲密相关。
在线监测变压器局部放电就是对运行中的电力变压器进行局部放电监测，并进行数据处置分析，以期对变压器进行尽缘诊断，需要时提供报警。
变压器局部放电是反映高压电气装备状态的一个重要标志。由于很多故障均发生于局部放电。一般情况下，假设变压器油中发现了特征气体，则讲明其内部已存在比力严重的局部放电。例如，铁芯尽缘不良可能致使放电，在故障较严重时还会致使铁芯两点接地，甚至泛起工频短路电流。是以，局部放电能有用反映变压器内部的尽缘状态。对系统的年夜型电力变压器靠得住监测来说，局部放电在线监测很是有用，在现实运用中也取得了较好的效果。
在线监测局部放电技术，借助进步前辈的传感技术和电子技术，凭据超声波原理将高频声波传感器放在油箱外部，以便测取局部放电或电弧放电所发生的的暂态声波旌旗灯号。局部放电在线监测采用高性能传感器，例如，坡莫合金或铁氧体磁芯的电流电压转换型传感器，由于这类传感器可将传感旌旗灯号与一次侧有用隔离。
在线监测局部放电的方式有超声监测、化学监测和电性能监测。在这三种方式中电性能监测法活络度高。电测法以监测破坏性放电为主，用视在放电作为监测物理。
局部放电的宽带监测系统主要由传感器、现场处置器、高速数据收集器、光电转换及旌旗灯号传输器、数据处置器几年夜部门组成。
凭据国内外运行经验，变压器若泛起几千pC的局部放电，依然可以继续运行。但假设局部放电到达10000pC以上时，则讲明变压器尽缘的缺陷已十分严重。但从变压器内部泛起局部放电到尽缘击穿，仍有一按时间的演变进程。凭据这类演变，经由过程局部放电监测的阈值报警和视在放电的历史数据的成长趋向，可以判定变压器内部的尽缘状态。阈值报警就是当高频旌旗灯号的幅值和每周期脉冲个数到达设定的阈值，和脉冲波形到达脉冲宽度和频度时，由局部放电监测装配自动发出的阈值报警旌旗灯号。
局部放电的干扰抑制。局部放电是窄脉冲旌旗灯号，频谱范围很宽，而外部的电晕放电、电弧放电等干扰脉冲旌旗灯号，其特征与变压器内部局部放电旌旗灯号相似，且这些脉冲型干扰和接连的周期型干扰，可能比内部放电旌旗灯号强得多。因而，若何从很强的布景噪声中提取局部放电旌旗灯号，是变压器局部放电在线监测的要害技术问题。国内外在这方面进行了年夜研究工作，提出了多种抗干扰方式，主要有差动平衡法、脉冲极性判别法、定向耦正当、电声法和软件法等。
局部放电监测的故障定位分超声定位和放电点定位，对年夜型超高压变压器来说，主要采用超声定位。在超声定位方式中，可采用区域顺序定位法。它依据来自一个固定放电位置发生的超声波，传递到各个传感器的前后顺序来判定局部放电的具体位置。
凭据变压器绕组在特定频率范围内等值电路的特点，经由过程绕组内部局部放电时，首结尾电压(或电流)的比值与放电位置的对应关系，来肯定故障发生的位置。
在局部放电在线监测中，政府部放电旌旗灯号沿着绕组迁移时，套管电容器将与脉冲旌旗灯号耦合。经由过程屏障电缆传输的旌旗灯号必需由高频放年夜器放年夜，才能消除由电缆电容性负载引发的畸变。经由过程在变压器绕组的套管末屏、中性点及铁芯等接地线上安装传感器，获取的旌旗灯号组成“平衡对”的方式也可消除干扰。由于局部放电时，两传感器测点处的脉冲电流极性相反，外部干扰可反映在两传感器脉冲电流极性不异的情况。
与变压器尽缘的其它在线监测方式相比，局部放电在线监测反应缺陷的实时性好、活络度高，而且可进行故障定位。随着传感器技术、神经网络理论、数字旌旗灯号处置技术等相关领域的迅速成长和运用，对变压器局部放电在线监测难题的解决会有很年夜的促进作用，局部放电在线监测会阐扬越来越年夜的作用。
采用脉冲电流法检测变压器的局部放电，采用高频小电撒播感器（罗氏线圈）从高压侧套管末屏接地线耦合放电脉冲电流旌旗灯号，传感器耦合到的局放旌旗灯号输进旌旗灯号调理单元，经过选择放年夜后，由高速数据收集卡收集，系统工作站负责旌旗灯号的处置计较，生成各类局部放电谱图、报表，并可生成指按时间段内的装备局部放电成长趋向图。工作人员凭据各类谱图，和趋向图对主变压器的尽缘状态进行分析判定，为主变压器提供是否需要停电检修的依据。
变压器局部放电在线监测系统，是经由过程双传感器（高压出线传感器和套管末屏传感器），耦合到的来自变压器内部的局部放电旌旗灯号是异极性，而来自外部的干扰是同极性，凭据这类分歧的极性未区额外部干扰仍是局部放电。
1系统的极性判别原理
在变压器的各类型干扰中，随机性脉冲型干扰难剔除，这是局部放电监测中抗干扰处置的技术难点，该系统采用安装在高压套管底部的年夜尺径磁芯传感器和安装在高压套管末屏的小传感器定向耦合，并用软件进行脉冲极性判别，就能有用剔除电网系统引进的随机性脉冲干扰。
图1 极性判别原理图
图1中Ck为变压器外部线路及装备的等值电容；Cx为变压器除套管电容外的等值电容；Cb为高压套管的电容；T1为从套管末屏接地线上耦合旌旗灯号的电撒播感器；T2为从高压套管后一个伞裙到法兰间耦合旌旗灯号的电撒播感器。外部干扰旌旗灯号进进变压器时，T1、T2两传感器所测得的电流同向，当内部发生局部放电时，T1、T2两传感器上所测得的电流则为反向。极性判别法即凭据这一特点，对两路旌旗灯号的极性加以判别，若检测到的两路传感器旌旗灯号为同极性则判定为干扰；反之则判定为局部放电旌旗灯号。
2系统工作进程
系统的工作流程为多路转换开关把安装在变压器上的传感器耦合到的旌旗灯号，按一定顺序输进放年夜器，经放年夜后，由高速数据收集卡进行收集，同时哄骗高压侧电压互感器TV取得的电压旌旗灯号，按时触发数据收集卡采样，以获得发生放电的相位信息。系统硬件的控制（如多路开关的通道选择，放年夜器的放年夜倍数控制）由系统的收集法式经由过程数字I/O来控制。同时系统的数据收集法式还能实时显示经过滤波、极性判别等各类抗干扰处置后的局部放电旌旗灯号，并将收集到的旌旗灯号保留下来。系统的数据分析法式可以将收集到的数据进行分析，生成二维、三维放电谱图及工频周期放电图。另外，系统还可将历次收集到的变压器局部放电数据存进SQL数据库中。
3系统硬件
系统的整体硬件包括安装在变压器三相高压出线套管及套管末屏接地线上的传感器，用于传输旌旗灯号的同轴电缆、集线盒、机柜、旌旗灯号调理模块、旌旗灯号放年夜模块、上下位工控机。其中，系统的旌旗灯号调理模块、放年夜模块和下位工控机一同安装在机柜中。
机柜安放在变电站的控制室中，传感器耦合到的旌旗灯号，经由过程同轴电缆传输至机柜中的旌旗灯号调理模块中。同轴电缆敷设在站内的电缆沟中，其外部有金属软管庇护。由于每台主变压器都有六路旌旗灯号输出线，为了便于排线，在主变压器油箱的箱壁上安装有一集线盒，变压器每相高压套管上的两路传感器配合经由过程一根蛇皮管接进集线盒之中，六路旌旗灯号共分三股进进集线盒。集线盒至机柜的六路旌旗灯号分成两股，其中，套管末屏传感器的旌旗灯号通路为一股，高压出线套管传感器的旌旗灯号通路为一股。
在机柜中还安装有电源治理模块，可以实现对机柜内各单元进行远程电源治理，实现按时开关。
4系统软件
变压器局部放电在线监测系统的软件分为三部门：数据收集模块、数据分析模块和趋向图模块。主要实现以下功能：对局部放电旌旗灯号的在线数据收集、局部放电数据的抗干扰处置、局部放电的谱图显示，局部放电数据由数据库存储生成指按时间段内的局放成长趋向图，并完成历史数据的查询、设置报警及打印报表。软件力图局部放电常规功能的自动化在线检测。
5软件操作
数据收集主要完成系统对变压器运行进程中，局部放电旌旗灯号的收集。数据收集法式既可以依照法式默许设定自动按时运行，也能够由操作人员手动设定各项参数进行旌旗灯号丈工作。
首先肯定需要收集的主变压器装备编号。系统默许状态下，在一次旌旗灯号收集周期内，对两台主变压器的局部放电旌旗灯号顺序进行收集，凭据现实情况可以零丁对一台主变压器的局部放电旌旗灯号进行丈，点击“收集参数设定”按钮，进进收集参数设定界面。
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