1、變壓器局部放電在線監測變壓器局部放電在線監測 XXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX目目 錄錄背景與意義局部放電監測系統背景與意義背景與意義 電力變壓器是電力系統中的重要電氣設備，在電力系統中處于樞紐地位，一旦發生故障，有可能發生大面積的停電事故，給電力系統和國民經濟帶來重大損失，由于電力變壓器的絕緣結構通常采用絕緣性能良好的油浸式復合絕緣，隨著電力系統的發展和電壓等級的提高，局部放電已經成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因，因而局部放電的檢測和評價也就成為其絕緣狀況監測的重要手段。 前人對 110kV 及以上電力變壓器所引起的 100 例事故進行了綜合分析，結果表明，其中由于絕緣引起的事

2、故為 83 例，占事故比例的 83%左右，其中有 50%左右的絕緣事故來自于匝間絕緣事故。隨著我國 500kV、1000kV、以及800kV 等超高壓、特高壓電網的快速建設發展，局部放電已成為引起變壓器絕緣性能降低甚至劣化的關鍵因素，是影響變壓器乃至整個電力系統安全穩定、節能經濟運行的主要原因。所以變壓器局部放電在線監測勢在必行。局部放電監測系統局部放電監測系統局部放電的概念及原因 在電壓作用下，絕艷結構內部的間隙、油膜或導體的邊緣發生非貫穿性放電現象，稱為局部放電。局部放電的原因 當油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔，由于氣體介電常數小，再交流電壓下所承受的場強高，但其耐壓強度卻低于

3、油和紙絕緣材料，在氣隙中易首先放電。 外界環境條件的影響。 設備制造質量不良。 金屬部件或導電體之間接觸不良。 局部放電監測系統局部放電監測系統變壓器局部放電的檢測方法 變壓器局部放電過程中會產生一系列的光、聲、電和機械振動等物理現象和化學變化，表現為產生脈沖電流、氣體生成物、光、超聲波、電磁波和能量損耗等現象。國內外變壓器局部放電在線國內外變壓器局部放電在線監測技術發展狀況監測技術發展狀況 國外在線監測技術從20世紀50年代開始研究，加拿大、日本等國家已經有相應的產品問世。 加拿大的R. Malewsky等在1986年提出用于在線監測變壓器局部放電的差動平衡檢測系統，并在單相變壓器上做試驗，

4、獲得了較好的抗干擾能力。 1975年，Black提出的脈沖極性鑒別法具有強大的抗干擾能力。該方法開始用在設備的離線局部放電檢測中，要求2個被試試品相同或容量與標準電容接近，并在外施電壓下應用。1980年，Black將極性鑒別法用于強背景噪聲下的電機定子導條局部放電測量，重復試驗可精確地再現結果。 近年來，國外的一些科研人員開始研究用超寬帶(UWB)或超高頻(UHF)來檢測局部放電。超高頻范圍內(3003000MHz)提取的局部放電信號基本無外界干擾，可極大地提高局部放電檢測特別是在線檢測)的可靠性和靈敏度。國內外變壓器局部放電在線國內外變壓器局部放電在線監測技術發展狀況監測技術發展狀況 20世

5、紀80年代，國內在線監測技術得到了迅速發展，相繼研制出了不同類型的監測裝置。 東北電力科學研究院研究出一種采用脈沖方向鑒別的變壓器局部放電在線監測方法，用高頻電流傳感器分別從變壓器外殼接地線和電流互感器末接地線上耦合脈沖電流信號，通過判斷脈沖電流方向來控制局部電流信號的輸出。 重慶大學孫才新等人提出用多端調節的方法抑制脈沖型干擾。該方法分別從高壓套管、高壓套管末屏接地線、繞組中性點接地線及變壓器鐵心接地線上取信號，將差動平衡法同多端調節法結合在一起，同時考慮抑制相間干擾和本相干擾。調節電路時，首先將來自相鄰兩相的干擾通過運算電路，僅輸出本相的局部放電信號和干擾信號，然后送入差動平衡電路抑制本相

6、干擾。 清華大學研制的，JFY-3型變壓器局部放電在線監測系統能連續監測多臺大型變壓器的局部放電。電流傳感器采用環形鐵心、寬帶有源傳感器，其帶寬為0.01-1.2MHZ利用程控帶通濾波器進行濾波，濾波器帶寬為50kHz中心頻率從50kHz到400kHz共7檔。系統采用寬帶多通道、大容量、高采樣率數據采樣，運用各種數字信號處理的方法抑制干擾。 西安交通大學研制了一套基于數字信號處理的電力變壓器局部放電在線監測系統。該系統采用的數字濾波技術雖然能將干擾降低到一定水平，但由于局部放電信號很微弱，剩余的百分之幾的干擾信號仍將對局部放電信號檢測產生很大的影響，從而影響到后續的信號處理。局部放電監測系統二

7、、系統總體結構信號監測（變壓器、傳感器）信號處理（信號預處理、數據采集）信號傳輸分析和診斷模塊（數據處理、故障診斷）局部放電監測系統信號的監測 利用電流傳感器測量變壓器局部放電產生的電流脈沖信號來確定局部放電的大小，應用超聲波傳感器檢測局部放電產生的聲信號來確定局部放電的位置，從而實現局部放電的檢測與定位。 系統采用： 空心的羅氏線圈監測局部放電 獨有的脈沖分離技術，增強監測回路的抗干擾能力。局部放電監測系統 信號的處理 信號預處理 傳感器輸出信號固定增益放大器濾波器程控增益放大器微調放大器局部放電監測系統數據采集 采集來自傳感器的各種電信號，將其送往監控中心的數據分析和診斷模塊，對監測到的數

8、據進行進一步分析處理。本系統采集模塊為一個數據采集卡。包括采樣保持和模數轉換器ADC。采樣保持采樣保持放大器（倍數為1）電子開關保持電容器局部放電監測系統 放大的電路設計 變壓器局部放電超聲波傳感器輸出的信號一般很微弱，因此要求放大電路具有高增益、低噪聲的特點，以便盡可能的減少信號失真。 本系統中的放大電路共有三級組成：第一級放大倍數固定為10倍；第二級和第三級由程控放大電路和可變增益放大器組成。局部放電監測系統第一級放大電路局部放電監測系統第二級放大電路局部放電監測系統第三級放大電路局部放電監測系統 信號的傳輸 將采集到的信號傳送至后續單元。本裝置將電信號轉化為光信號，通過光纜實現現場的測量系統與監控中心的通信，從而實現現場與主控室的電氣隔離，提高系統抗信號的干擾能力和信號傳輸的可靠性。故障診斷與故障定位故障診斷 對所采集的數據進行處理和分析，獲取反應設備狀態的特征量（放電量、放電相位、放電次數）。利用BP神經網絡進行局部放電故障診斷。BP神經網絡BP神經網絡是一種