电力变压器局部放电在线监测系统的研制

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变压器局部放电在线检测进展

变压器局部放电在线检测研究进展摘要：为了提高变压器的产品质量，必须对变压器局部放电实施在线监测并及时报警，这对预防重大事故的发生、保障变压器稳定运行具有重要意义。

本文分析了局部放电的检测技术研究，展望了变压器局放检测的前景。

关键词：变压器局部放电在线检测前景中图分类号： tm42 文献标识码： a 文章编号：变压器内部的绝缘在运行中, 长期处于工作电压的作用下, 特别是随着电压等级的提高, 绝缘承受的电场强度值将趋高, 在绝缘薄弱处很容易发生局部放电。

局部放电时间虽短, 能量也很小, 但具有相当大的危害性, 它的长期存在, 对绝缘材料将产生较大的破坏作用。

局部放电可使邻近的绝缘材料受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏; 由放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作用, 使局部绝缘受到腐蚀老化, 电导增加, 最终导致热击穿。

变压器内部绝缘的老化及损坏, 多半是从局部放电开始的。

随着电网不断扩展, 提高电气设备的安全运行水平、开展对变压器局部放电实施在线监测、结合智能化诊断的专家系统分析变压器绝缘状态、及时确定绝缘缺陷的性质就显得越来越重要。

一、局部放电的检测技术研究1、脉冲电流法脉冲电流法又称耦合电容法. 该方法一般是用罗哥夫斯基线圈制成的电流传感器套接在变压器的铁心接地线、套管末屏接地线、中性点接地线或外壳接地线上, 用以检测因局部放电而产生的脉冲电流, 从而得到局部放电的基本信息.该方法灵敏度高, 可定量测量, 是研究较早、应用较广泛的一种检测方法. 但其灵敏度会随试品电容的增加而下降, 且测量频率低、频带窄(一般不超过1mh z), 易受电磁干扰, 所以不能有效地用于现场的在线检测. iec 在2000年为脉冲电流法正式公布了测量标准( iec60270) , 另外, 也可依据椭圆示波图来分析局部放电信号的特征.2、超高频法局部放电时会产生很陡的电流脉冲, 且向四周辐射高频率的电磁波, 其中的超高频成分( 300 ~3 000mh z)相当丰富. 现场干扰的频谱范围一般小于300mh z, 且干扰信号在传播过程中衰减很大, 因此使用超高频传感器来接收局部放电辐射的电磁波, 可有效避开多种现场干扰, 极大地提高变压器局部放电在线检测的灵敏度和可靠性. 清华大学于1995年研究开发的基于超高频法的便携式局部放电检测仪为外部传感器检测, 具有很强的实用性,且便于确定局部放电源的位置.超高频法解决了脉冲电流法测量频率低、频带窄的问题, 目前, 已应用在g is, 电缆和电机的局部放电测量中, 取得了较好的效果. 然而, 变压器内部的绝缘结构十分复杂, 电磁波在传播过程中将发生多次折射和反射, 造成衰减, 而且变压器箱壁的屏蔽作用也会影响电磁波的传播, 利用超高频法对变压器的局部放电进行检测变得十分困难. 所以, 迫切需要对变压器超高频局部放电信号的传播特性及放电源的定位进行研究.近年来, 国外开始研究基于多导体传输线的超高频信号在变压器绕组中传播的模型. 英国曼彻斯特工业大学初步建立了放电脉冲在变压器连续式单绕组中传播的多导体传输线模型. 仿真结果表明, 该模型适用于10~ 100 us放电持续时间的局部放电信号, 且绕组传输函数中的零点位置表征了局部放电的定位信息, 但只局限于连续式单绕组.3、超宽频法该方法是在超高频基础上对检测频带的拓宽,带宽可达几ghz, 能更加全面地研究局部放电信号的特征. 目前, 使用超宽频法对局部放电进行检测的研究还处于探索阶段, 但也取得了一些成果. 西安交通大学于1998年研制成功一种超宽频带局部放电传感器, 经网络分析仪测量, 其频率响应特性良好. 当前, 该方法需要解决的技术关键包括局部放电超宽频测试系统的研制、实时高速数据采集技术及电磁干扰的抑制等.日本的k aw ada提出一种新的用于监测局部放电源的超宽频带uhf无线电抗干扰系统. 该系统通过不同频率提取2个经傅里叶变换处理后的宽带电磁波信号, 然后根据它们的相位差来判断局部放电的程度, 并计算出了从局部放电源发射的电磁波的方向, 且不需要安装天线. 华北电力大学在实验室检测系统的基础上, 开发出了一套用于现场的基于超高频检波信号的固定式监测系统.该系统可以实现在线数据采集和相位统计, 并分析超高频信号随时间变化的历史趋势等, 2003 年2 月23日对其成功地进行了在线安装和试验.4、超声波法变压器内部发生局部放电时, 会产生超声压力波, 其在不同介质(油纸、隔板、绕组和油等)中以球面波的方式向四周传播, 因而, 可以把超声波传感器固定在变压器油箱壁上来检测局部放电. 该方法可以避免电磁干扰的影响, 定位方便, 且易于在线检测. 但超声波在变压器内部的传播是一个很复杂的过程, 且衰减严重,因而到达油箱壁外的超声信号很微弱. 而且, 目前还无法利用超声波信号对局部放电进行模式识别和定量分析, 因此它主要用于定性分析局部放电信号的有无, 或作为一种辅助测量方法, 与其他检测方法联合使用. 澳大利亚学者就曾对利用光纤测量系统深入变压器内部测量局部放电的超声波法进行了研究.5、化学检测法该方法的离线监测即油色谱分析( dga )法, 是通过分析变压器发生局部放电时产生的各种气体( ch4, c2h6, c2h4, c2h2, co, co2 和h2 ) 的组成和浓度, 来确定故障类型和故障程度的方法, iec 为此特意制定了三比值法的推荐标准. 油色谱分析法已经积累了很多的故障诊断经验, 但是将变压器油和气体分离开需要很长的时间, 所以该方法只能较好地检测出早期的潜伏性故障, 对突发性故障无能为力, 且只能作定性的分析, 无法进行定量判断. 化学检测法的在线检测正逐步应用推广, 它能实时检测出变压器内不同气体的变化情况, 及时诊断出突发性故障. 然而, 需要长期的现场经验才能积累并形成其知识体系.上海思源电气公司于2005 年成功研发了trom—600型变压器油色谱在线检测系统, 它采用真空脱气方式, 并在混合气体分离、数据处理及智能诊断等方面都有很多的创新, 使得变压器油色谱在线检测成为现实. 该系统目前需要解决的主要问题是如何提高透气膜的抗老化性、气敏传感器的稳定性及色谱柱的性能和检测灵敏度等.6、光测法变压器局部放电时也会发生光辐射, 不同原因造成的局部放电, 产生的光波长也不同, 一般在500~ 700 nm之间. 把光辐射进行光电转换, 然后检测光电流的特性, 便能对局部放电进行识别. 该方法不受电磁干扰影响, 灵敏度高. 目前, 在实验室里利用光测法来分析局部放电的特征及绝缘劣化的机理已经取得了较大的进展. 然而, 光测法所用的设备复杂、昂贵, 并且要求被检测的物体对于光来说是透明的, 所以, 将其应用于现场检测还需很大的努力.局部放电检测方法很多, 目前主要采用脉冲电流法和超声波测量法. 二者除传感器不同外, 基本测量原理是相同的。

变压器局部放电检测方法和检测技术的研究现状分析

些局部放电的基本垣常规局部放电通常在回路中串人检测阻抗来对信法、小波函数、分解尺度以及门他的选择等问题，择不当将极大选
号取样。目，脉冲电流法Ｊ前泛用于变压器型式试验、预防和交接试地影响降噪的效果。文献［】３在对 ¨部放电信和白噪的小波分解特性验、变压器局部放电实验研究等，其特点是测量灵敏度高、放电可进行分放电脉冲畸变的角以标定等。脉冲电流法的缺点主要是现场干扰严重，导致脉冲电流法度出发，对阈值法作了改进。改进法更有效地提取局部放电的脉冲无法有效应用于在线监测；对于变压复杂的绕组结构，局部放电在波形，而且＝扰越强，其优势越明。卜
展方向。关键词：变压器局部放电脉冲电流法阂值法
１前言．
高频法难以进行放电量标定，目前仍处于起步阶段。
大量故障统计分析表明，绝缘故障是影响变压器可靠运行的重３变压器局部放电超声波检测技术的研究现状．目前超声波检测局部放电的研究］作主要集中在局部放电的定：要原因之一。目前１０Ｖ及以大型电力变压器丰要采川油／绝缘结１ｋ纸构，绝缘故障常常起源于局部放电造成的ｆ／绝缘劣化。局部放电位方面，这主要是由于超声波的传播速度较慢，对检测系统的精度要ｉ纸ｔ］是绝缘介质中由于局部缺陷而造成的非贯穿性放电现象，局部放电是求较低的缘故。在利用超声波进行局部放电的放电量的大小确定和模ｌＪ电气设备长期运行过程中绝缘裂化的一个主要征兆。如果电气设备的式识别方面的工作相对较少。近儿年以来，｝现了一种把超声波法与绝缘结构长时间发生持续的局部放电，绝缘介电性能可能会严重受射频电磁波法联合起米进行局部放电定位的趋势。这项检测技术能更损，如果局部放电故障一直未被发现和处理最终可能导致电气设备发好地保证局部放电检测的可靠性。超声波或射频检测得到的局部放电生灾难性的故障。随着电气设备在线监洲与状态维修技术的发展和应表征量超过设定的阈值，就足以引起警戒，同时二者之问，在时频特

在线监测模式中干式变压器局部放电分析

在线监测模式中干式变压器局部放电分析1. 引言1.1 背景介绍干式变压器是电力系统中常见的一种变压器类型，其具有结构简单、维护方便等优点，在电力系统中应用广泛。

干式变压器在运行过程中也会出现局部放电现象，这可能会导致设备损坏，甚至引发火灾等严重后果。

对干式变压器的局部放电进行监测和分析具有重要意义。

随着科技的发展，传统的离线监测方式已不能满足实时监测的需求。

在线监测模式应运而生。

在线监测模式通过实时监测设备运行状态，可以及时发现设备存在的问题，并采取相应的措施进行维护和修复，从而提高设备的可靠性和安全性。

本文旨在探讨在线监测模式在干式变压器局部放电分析中的应用，通过分析干式变压器局部放电特点，探讨在线监测模式的优势，介绍干式变压器局部放电在线监测技术以及监测参数分析，最终对数据处理与分析进行总结。

结合实际案例，探讨在线监测模式在干式变压器局部放电分析中的应用前景，并提出存在问题的解决建议。

通过本文的研究，旨在为干式变压器的运行维护提供参考依据，提高设备的运行效率和安全性。

1.2 研究目的研究目的是通过对干式变压器局部放电进行在线监测分析，探讨其特点和优势，并研究在线监测技术在干式变压器局部放电中的应用，以及监测参数的分析和数据处理方法。

通过研究，旨在揭示在线监测模式在干式变压器局部放电分析中的应用前景，为实现干式变压器安全运行提供科学依据。

分析存在的问题并提出解决建议，为干式变压器局部放电在线监测技术的进一步发展提供有益的参考。

通过本研究，可以为干式变压器的预防性维护和故障诊断提供更加准确、可靠的监测手段，提高设备运行的可靠性和安全性，促进电力系统的稳定运行。

2. 正文2.1 干式变压器局部放电特点分析干式变压器是一种常见的变压器类型，在电力系统中起着重要的作用。

干式变压器局部放电是指在变压器内部或表面的局部区域内产生的放电现象。

干式变压器局部放电特点分析可以帮助我们更深入地了解局部放电的形成机制和特性，为后续的在线监测提供重要依据。

变压器局部放电特高频法在线监测装置技术规范-终稿

额定电压Ur
试验电压有效值
Ur060V
0.5 kV
250〉Ur〉60 V
2.0 kV
注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路试验电压采用250〉Ur〉60V的要求。
c）冲击电压
在正常试验大气条件下，装置各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各独立电路之间，应能承受1.2/50N s的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定工作电压大于60V时，开路试验电压为5kV；当额定工作电压不大于60V时，开路试验电压为1kV。试验后设备应无绝缘损坏和器件损坏。
4.3功能要求
a）应具备长期稳定工作能力，具有断电不丢失数据、自诊断、自复位的功能。
b）应具备现场校验用接口，能够安全、方便地接入标准测量仪器，对监测装置测量结果进行比对。
c）监测装置应具有较高的抗干扰能力及干扰信号区分能力，能够区分局放信号与内、外界的干扰信号，如开关操作、无线电、通信信号、自检信号等干扰信号；可通过滤波、屏蔽、干扰识别或干扰定位等方式，将变压器运行中的周期型干扰、非周期型干扰和白噪声等现场电磁干扰（雷达信号、电动机干扰、荧光灯等干扰信号）抑制到可接受的水平，将其影响最小化。
f)室外安装设备应具有防水防潮措施，端子箱内部应安装防凝露除湿设备。
4.1.9
监测装置的设计应充分考虑其工作条件，要求能在变电站户内外工作条件下长期可靠工作。装置相邻两次故障间的工作时间的平均值不小于8760小时。
4.1.10
监测装置寿命应不低于10年，对内置传感器则应与变压器保持一致。
4.2接入安全性要求
d）装置应能承受GB/T 2423.9规定的恒定湿热试验。试验温度+40℃±2℃、相对湿度（93±3）%,试验时间为48h。

大型电力变压器局部放电在线监测系统的研制

对故障位置及性质的评估，与油气监测相比具有明显的优势，近年来越来越受到运行部门的重视。本文介绍了一种大型电力变压器局部放电在线监测系统的研制方法。总结几十年局部放电测
电路设计方法，并简单介绍了以ＡＲＭ为核心的现场监测单元的组成。
关键词：变压器；局部放电；超声波检测；宽带电流互感器
中图分类号：Ｔ２４Ｐ７文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９９２１）４—００４２（０２００９—０４
ＤｅｅｏｍｅｔｆｖｌｐｎｌｅＳｓｅＭｏｉｒｎｒｉｌｓｈｒｅＯｃｕｒｄｏＯｎｉｙｔｍｎｔｉｇＰａｔａｃａｇｃｒｅｎｏＤｉ
４０７）３０２
４０５；２武汉大学电气工程学院，湖北武汉００３．
摘要：阐述了变压器局部放电监测的重要性，介绍了大型电力变压器局部放电在线监测系统的系统组成及各组成部分的功能，
提出了模拟信号预处理电路结构的设计方案，分别说明了固定增益放大电路、程控增益放大电路、微调放大电路、滤波电路的
ｉｕｇａｆｒｅｎＨｅＴｒｎｓｏｍｒ
ＺＨ０ＵＸｉｏｘａ．Ｌｅ — ｎ．ＷＥｕａ — ｉＩＷｎａＮＷ
（．ｕａｉｎ＆ＴｒｉｉｇＣｎｅｆｈｎｑｎｌｃｒｃｐｗｒｏｐｒｔｎ，Ｃｏｇｉｇ００３，Ｃｉａ；２Ｗｕａ１ＥｄｃｔｏａｎｎｅｔｒｏｇｉｇＥｅｔｏｅｒｏａｉｏＣｉｃｏｈｎｑｎ４０５ｈｎ．ｈｎ

变压器局部放电在线检测的研究与应用

科技信息
工程技术

变压器局部放电在线桷测的研究与应用
汾供电分公司孙西方
［摘要］文中对变压器局部放电的产生及危害进行了简单陈述。介绍了ＤＧＡ法、Ｖ法、ＲＩ光测法、脉冲电流法、高频脉冲电流法和超声波法等局部放电在线检测方法。具体介绍了超声波与高频脉冲法联合检测法，对其检测原理和定位原理进行了阐述。最后对变压器局部放电检测过程中干扰信号的产生，干扰信号类型及干扰信号的常规抑制方法做了简单介绍。［关键词］变压器局部放电检测方法绝缘干扰抑制
０引言．
变压器是电力系统的主要设备之一，为变电站的核心设备，作广泛应用于各个变电站，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。变压器内部绝缘结构主要采用油纸绝缘，内部的绝缘在运行中，其长期处于工作电压的作用下，特别是随着电压等级的提高，绝缘承受的电场强度值将趋高，在绝缘薄弱处很容易发生局部放电。局部放电在长时间运行的大型电力变压器中极为常见，是造成电力变压器故障和电力系统运行事故的主要原因之一。因此，电力变压器局部放电检测对对电力设备安全稳定运行具有重要意义。１变压器局部放电检测技术．目前国内外在局部放电检测方面已经做了大量的研究工作，局部放电的检测都是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态。局部放电过程中，随着电荷的转伴移和电能的损耗，还会产生声波、发光、发热以及出现新的生成物等，所以目前出现的检测技术皆是围绕着这些表征特征进行的。变压器局部放电在线检测的信号传感主要有ＤＧＡ法、Ｖ法、ＲＩ光测法、脉冲电流法、高频脉冲电流法和超声波法等多种检测方法。２超声波与高频脉冲法联合检测技术．大多数工程人员已经习惯于通过视在放电量来反映局放的严重程度，Ｃ规定有关变压器局放标准中，ＩＥ其指标也是通过局放量的阈值来规定的。此外，由于变压器内部绝缘结构的复杂性，局放产生的电磁波在内部的传播将存在大量的散射、折反射以及衰减，因而传播特性研究和局放源定位工作难度很大。在总结变压器局部放电在线检测技术经验的基础上提出了采用高频脉冲法和超声波相结合的方法检测变压器的局部放电，采用现代传感器技术、字信号处理技术和计算机技术克服检测难点。数采用高频脉冲法，以获得较好的视在电量，可配合超声波的大致定位，可以很好地检测变压器内部局部放电，且不影响变压器的正常运行。２１测原理．检变压器在发生局部放电时会产生脉冲电流信号，由于在油介质中的缘故，其频率范围是很高的，一般在３０Ｈ到１０ｋｚ０ｋｚ００Ｈ之间。通过把传感器连接到变压器套管末屏接地线、外壳接地线、中性点接地线、铁芯接地线可以检测到由局放引起的脉冲电流，获得视在放电量。冲电脉流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。高频脉冲电流法使用高频ＣＴ传感器卡在接地线上可以较好地获得视在电量，方便我们对局部放电的分辨，对局部放电类型的判断，超声波法可以用于定性地判断局放信号的有无。采用高频脉冲电流法和超声波法相结合的声电联合法具有较好的检测效果，在获取多种局部放电信息的同时又可弥补单一检测方法的不足，是局部放电研究的最佳方向。超声波与高频脉冲电流法联合检测法示意图如图１所示。

变压器局部放电在线监测技术

变压器局部放电在线监测技术目录目录 (1)前言 (2)1在线监测方法 (2)1.1超声监测法 (2)1.2光测法 (3)1.3电脉冲法 (3)1.4射频监测法 (3)1.5超高频监测法 (3)2在线监测监控技术 (4)2.1.1现场噪声的抑制 (4)2.1.1.1 周期性干扰的抑制 (4)2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制 (5)2.1.1.1.3白噪声干扰的抑制 (5)2.1.2局部放电模式识别 (5)2.1.3局部放电定位技术 (6)3结束语 (7)结论 (7)致谢 (7)参考文献 (7)前言近年来 , 随着电力系统的快速发展 , 变压器的容量和电压等级不断提高 , 运行中的安全问题也越来越受到重视。

在变压器所发生的故障中 , 绝缘问题占很大的比重 , 因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测 , 确保运行中变压器的安全。

局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段 , 无论是检测理论还是检测技术 , 近年来都取得了较大的发展 , 并在电厂和电站中得到了实际应用。

相对传统的停电局部放电检测 , 在线局部放电检测可以长时间连续监测变压器局部绝缘放电情况 , 在放电量达到危险时 , 及时停机做进一步的检查 , 因此在检修工时和经济效益等方面有很大的优势 , 是目前惟一的一种有效避免变压器突发性事故的监测手段。

在线局部放电监测反映的是变压器实际工作状态下的绝缘放点情况，比离线检测更符合设备的实际运行工况。

1在线监测主要方法根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，相应出现了电脉冲检测法超声波检测法、光测法及射频检测法和UHF超高频检测法。

、1.1超声监测法用固体在变压器油箱壁上的超声传感器接收变压器内部局放产生的超声波来检测局放的大小和位置。

通常采用的超声传感器为电压传感器，选用的频率范围为70-150kHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。

超声检测法主要用于定性判断是否有局放信号，结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。

变压器局部放电在线监测中数据采集系统的研究

的基础上。构建了以Ｍ数据采集卡为核心硬件的适用于局
３０５）０２０３００）０４０
王
斌
梁秀玲
理器、内存、显示器等）和仪器硬件（ＡＤＤＡ数如／、／、字Ｙ、Ｏ定时器、信号调理等）的测量、制能力结合控在一起，通过软件实现对数据的分析处理、表达以及图形化用户接Ｈ（如图１。）
虚拟仪器（ｉａＩｔｍｎ，Ｉ的概念是由美ＶｒｌｎｒｅｔＶ）ｔｓｕｕ国国家仪器公司提出来的，目前为止，到虚拟仪器并没有一个公认的定义。可以认为，虚拟仪器是由计算机、应用软件和仪器硬件构成的仪器操ＩＣＸ总线系统仪器都称为虚
统的开发时间。同时也提高了整个系统的稳定性和可靠性。
ｌ采Ｉ数卡
测控ＧＩ仪器ＰＢ机算
【关键词】局部放电；虚拟仪器；数据采集；ａＩＷＬｂＥＶ
１引言
象Ｒ－计对ｌｚＭＩｖｘ－ｖ
电力变压器局部放电的在线监测越来越受到人们的重视并正逐渐推广应用于实际电能生产、配输等部门，这与在线监测技术成功的运用于工业现场
下一个功能传送变量。可视化程序实际是图标接线图而不是指令序列的文本文件。与其他虚拟仪器软件开发平台相比，ａＩＷＬｂＥＶ作为一种真正意义上的可视化图形编程语言，具有开发难度低、开发周期短的优点。同时，由于Ｌｂａ．ＶＥ的专用性很强，的灵活性相对于其他软件ＩＷ它平台就稍显逊色。

变压器局部放电在线监测系统介绍

变压器局部放电在线监测系统介绍电力变压器根据冷却方式不同可分为油浸式变压器和干式变压器。

油浸式变压器主要应用于大中型变压器，以油为主要冷却介质;干式变压器则主要以空气作为冷却介质，适用于中低压型变压器，主要可分为升压变压器、配电变压器、联络变压器和降压变压器。

由于电力变压器在电力系统中的特殊地位，一旦出现故障，可能导致一定范围的停电事故。

这些出现的故障中，局部放电故障对变压器的影响是最大的。

陕西公众智能研发的I1OkV主变压器局部放电在线监测系统选择对主变绝缘状况反映比较及时准确的局部放电进行在线监测，对运行变压器的当前状态及发展趋势进行分析判断，对设备的运行和维护提供决策参考，对设备存在的故障或潜在故障的判断提供依据。

这对于及时发现变压器故障，避免运行事故是非常必要的，从而为电力企业提高大型电力变压器安全运行水平和事故预知能力，有效降低事故率，优化检修策略，提高维护检修的技术水平，带来可观的经济效益。

系统原理
当变压器内部有放电发生时，内部放电信号会通过电容效应耦合到变压器铁芯、夹件上，进而通过铁芯接地线、夹件接地线传导到变压器外壳;而当外界电晕等干扰信号发生时，外界信号会经套管电容或绕组电容传导到变压器外壳通过外壳接地线流入大地;因此通过对比铁芯接地线、夹件接地线和与箱体接地线上的信号大小，即可判断出哪些信号是变压器内部放电，哪些是外界干扰信号。

变压器局放监测系统采用分层分布式结构，共分三层：传感器层、数据采集层、监测预警及分析诊断层。

传感器和数据采集监测分布安装在被监测设备上，实时采集电气设备的局放脉冲信号，并通过总线传输到间隔层的监测设备中用于分析。

电力变压器局部放电内嵌式监测系统研究

扰，工程中常用脉冲电流法检测变压器内部局部放电信号，
其测量频带下限选取３０ｋＩ－Ｉｚ￣． ≤ １００ｋＨｚ，上限选取 ≤
５００ｋＨｚ，带宽选取１００ｋＨｚ￣Ａｆ￣４００ｋＨｚ。由此可知，在局部信号检测过程中将会有大量的放电信息被人为丢失，所采集的放电信息很难真实地反映变压器内部放电情况，且难以
区分采集的数据信号来源于放电还是无线电干扰。基于上述问题，结合电力变压器内部发生局部放电故障时会产生高频电脉冲信号和超声波信号的表征特性，本文建立了一套电一
声联合局放测量的内嵌式监测系统，来实现对变压器内部局部放电的定量、定位以及放电模式的识别，为变压器故障定位诊断和检修维护提供有效依据ｌ２］。
５０ｌＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔＩ电工技术
在线监测技术局部放电的超声频谱峰值分布范围为７Ｏ～１５０ｋＨｚ，在传感器参数设置时将超声波传感器检测频带范围设置为７Ｏ～
３００ｋＨｚ；再结合电力变压器形状，在变压器高、低压侧
过程中存在磁噪声和机械振动噪声，加上变压器绝缘油中
高速采集单元、数据处理单元、显示报警打印单元等，具
体逻辑组成框图如图ｌ所示。
收稿日期：２０１３ — ０４ — ０５
作者简介：李祖（１９８３一），硕士，从事电力设备状态检测及故障诊断等方面工作；李俊卿（１９６７一），博士，教授，从事交流电机及其系统分析、交流电机在线监测和故障诊断等方面工作；张江辉（１９７４一），高级工程师，从事变压器制造技术等方面工作；王宝臣（１９８１一），工程师，从事变压器制造技术等方面工作。

电力变压器局放在线检测技术方案

电力变压器局放在线检测技术方案郑州精铖电力设备有限公司目录引言 (2)一、变压器局部放电的原因 (2)二、变压器局部放电检测的意义 (2)三、变压器局部放电检测手段 (3)1.超声波检测 (3)1.1 声波的特性 (3)1.2声波传播中的衰减 (4)1.3局部放电超声波检测的意义 (4)1.4超声波信号的识别 (4)2.高频局放 (5)2.1.高频电流（HFCT）检测技术 (6)四、声-电联合检测方法的技术特点 (6)1严重等级判断标准 (7)2.检测步骤 (7)五、投入设备 (9)附录一高频局部放电检测标准 (12)引言近年来，随着经济建设的不断发展和人民生活水平的提高，对供电可靠性的要求也愈来愈高，而作为电力系统中主要设备之一的电力变压器的局部放电检测也受到了电力行业越来越多的重视。

如果变压器出现局部放电现象，很有可能造成变压器过早的发生损坏，影响变压器的使用寿命，同时局部放电还直接影响到区域正常供电。

因此，对于变压器局部放电进行检测已是保证该设备安全可靠运行的重要措施。

一、变压器局部放电的原因1.变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电。

2.变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电。

3.导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。

二、变压器局部放电检测的意义1.随着电力系统电压等级的提高和高压电气设备结构的紧凑化，对大型变压器绝缘结构的考验日益严峻。

2.在大型电力变压器中，对局部放电量的测量是检验其绝缘特性行之有效的方法。

通过测量局部放电量，可以帮助工程技术人员掌握该设备的绝缘水平的变化过程。

3.在现场的测试中，局部放电点的位置确定，有利于对某些特殊局部放电问题的正确判断。

电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用

电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用发布时间：2021-09-03T15:37:41.100Z 来源：《科学与技术》2021年4月第11期作者：田发英卢峥嵘[导读] 电缆投入运行后，会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。

在制造中和施工中存在的微小缺陷，田发英卢峥嵘国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001摘要：电缆投入运行后，会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。

在制造中和施工中存在的微小缺陷，也会随着运行时间逐渐发展和恶化。

火电厂内一般主变进线、启备变进线、联络变压器出线以及重要辅机均采用高压电缆，电缆一旦发生故障将导致严重后果。

如重要辅机电缆故障将造成辅机停机，启备变进线电缆出现故障将会造成机组在失去备用电源下运行的情况，主变进线电缆故障会直接导致机组非计划停运。

同时由于电缆处于电缆沟、甚至是直埋于地下，一旦出现问题查找和处理都会相当困难。

同时由于电缆的订货和更换都需较长时间，需根据长度进行订货，订货和生产周期都很长，很难在短时间内进行修复。

关键词：电力电缆；局部放电；在线监测技术；研究与应用引言随着电气设备功率的不断增大，高压已经成为电气设备的标准电压。

与低压设备不同，高压设备在运行过程中，高压电场会对空气中的粉尘进行放电，在此过程中极易发生短路、跳闸等电路安全事故。

为了保证高压电气的安全，需要对其进行实时监测。

为了适应高压监测环境，普遍采用高频信号作为监测信号，因此如何准确识别高频信号成为监测精度的关键。

现有监测方法对高频窄带信号的灵敏度较差，导致整体识别准确度降低，难以更好地应对实际监测过程。

为此，提出新的高压电气设备局部放电过程超高频信号监测方法，并通过实验数据证明了所提方法的有效性。

1电力电缆局部放电在线监测现状在计算机广泛应用之前，对于局部放电信号的评估多数基于放电脉冲特征分析、统计方法以及专家评估[22-23]，评估结果带有明显的主观因素。

在设备现场运行中，由于运行工况复杂、噪声环境干扰以及机械结构的阻挡使得放电信号存在阻挡和衰减。

变压器局部放电的在线监测

压幅值为 U 2CxUR ，U为系统运行电压。此时，相当于在Cx上注入了电荷 Qa U Cx
优点：与国标规定的离线标定法相比偏差在6％以内。
缺点：需要更改设备接地运行方式，现场实现有困难。
第二节变压器局部放电的在线监测五、放电量的在线标定
脉冲电荷耦合法
第二节变压器局部放电的在线监测五、放电量的在线标定
第二节变压器局部放电的在线监测四、监测灵敏度和抗干扰技术
局部放电抗干扰技术
选择合适的检测频带，以避开现场的主要干扰频带。对固定式系统可在现场实测调试确定，检测系统本身可设置多个检测频带。
差动平衡系统－抑制共模干扰。脉冲极性鉴别。平均技术。常用于声测法的抗干扰。数字滤波技术，自适应数字滤波技术。
第七章变压器局部放电的在线监测
一、概述
变压器局部放电的在线监测方法
电测法
脉冲电流法
非电测法
声测法
第七章变压器局部放电的在线监测一、概述
变压器局部放电的在线监测方法－电测法
电测法是利用局部放电所产生的脉冲信号，即测量因放电时电荷变化所引起的脉冲电流，故称脉冲电流法。是离线条件下测量电气设备局部放电的基本方法；在线监测局部放电的主要手段。
脉冲电流法信号检测
高频电流互感器型脉冲电流传感器
在线监测时由于电流传感器安装位置的不同，工频电流大小不等，要求传感器有较强的抗工频磁饱和能力。由于铁淦氧对工频电流不灵敏，铁芯材料多用铁淦氧，其最高监测频率一般为500kHz；主要采用窄带谐振型(几十～几百千赫)或宽带型(几十千赫～几十兆赫)电流传感器。
放电发生在油浸固体材料中的气隙或油中气隙，由于声波的衰减或被反射，即使放电量大于l000pC也不定能检测出来。

变压器局部放电在线监测系统

变压器局部放电在线监测系统一、市面上的变压器局部放电在线监测技术介绍1. 油中气体色谱分析法它是基于油中气体成分分析(DGA)的化学检测方法。

变压器采用油纸绝缘结构，当变压器油受到高电场能量作用时，即使温度较低，也会分解气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。

检测油中气相色谱法可查出其所含上述气体组分的量值。

它的优点是不受外界电磁干扰影响，在变电站得到普遍应用，但它不能检测故障点的位置。

而且对于突发性故障不能反映出来。

2.超声波检测法典型的超声波传感器的频带大多为50kHz～200 kHz。

将超声探头放置在变压器外壳的各个部位，获取从变压器局内部放电传出来的超声波信号，同时还要获取放电的电信号相配合计算出放电源的位置。

该方法的优点是不影响电气主设备的安全运行，并且受电磁干扰影响较小，缺点是放电源和超声探头之间的波阻抗异常复杂，超声波信号常常因为传播途径复杂、衰减严重而导致检测灵敏度很低。

3.UHF（特高频）法这是目前变压器局部放电检测的一种新方法，通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF 电磁波，实现局部放电的检测。

由于检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰, UHF 法能否检测电力变压器局部放电的位置，仍然是一个科研课题。

其困难表现在：（1）变压器结构复杂，局部放电产生的UHF电磁波在变压器内的传播特性尚不明了，特别是在铁心、绕组等障碍物对UHF 电磁波的衰减和畸变作用下最短光程原理的有效性问题是定位可行与否的首要问题。

（2）UHF 信号时延精确测量是进行准确局部放电定位的关键所在。

由于电磁波在变压器中的传播速度极快，仅稍低于真空中的光速，因此其时延精确测量十分困难，采用什么样的定位频带、时延测量应满足何种精度、如何达到这种测量精度等等都是UHF法所必须解决的问题。

4. 变压器局部放电在线监测定位系统 (武汉利捷电子技术有限责任公司)变压器局部放电在线监测定位系统是“电力变压器局部放电电气定位方法”专利技术在变电站运行变压器的应用扩展。

电力变压器局部放电在线监测设计

毕业设计（论文）题目：电力变压器局部放电在线监测设计班级：姓名：指导教师：摘要作为电网中的重要设备之一，电力变压器的正常工作与否直接影响电网的安全稳定运行。

变压器的局部放电信号是判断其工作状态的重要参数。

本论文首先阐述了变压器局部放电在线监测研究的目的和意义、国内外研究动态和发展趋势，然后进行了深入地分析，并介绍了一种基于DSP处理器的变压器局部放电在线监测系统，实现对变压器绝缘状态的监测，最后对系统的硬件和软件设计进行了详细的说明。

本课题将数字信号处理技术应用于高速数据采集系统，系统采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5402作为核心CPU，通过对复杂可编程逻辑芯片EPM7064AETC 的逻辑选择来有效、有序地控制系统各个模块运行的工作状态。

系统采用高速A/D转换芯片AD9240进行数据的采集。

并将采集到的数据传至串口通信部分。

为了适应系统的需要，本系统还外扩了RAM和ROM。

对变压器局部放电信号进行采集、处理和分析，可以判定设备可靠性水平，为电力运行部门掌握电力变压器绝缘状况等运行状态提供有力的依据。

因此，实现变压器局部放电的在线监测对提高电力系统的可靠性和经济性具有很大的理论和实用价值。

关键词：电力变压器，局部放电，在线监测目录摘要 (1)1 引言 (1)1.1 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究动态和趋势 (2)1.3 本论文的主要工作 (3)2 电磁干扰抑制方法的研究 (5)2.1 变压器局部放电电磁干扰分析 (5)2.2 抑制电磁干扰的方法 (5)2.2.1 利用差动平衡电路抑制电磁干扰 (6)3 系统硬件设计 (10)3.1 系统硬件总体结构设计 (10)3.2 系统硬件的各部分组成及功能 (10)3.2.1数字信号处理技术(DSP) (10)3.2.2 系统核心芯片的选择 (11)3.2.3 过零检测电路 (12)3.2.4 DSP时钟电路 (13)3.2.5 电源电路 (14)3.2.6 模数转换电路 (15)3.2.7 外部程序存储器电路 (16)3.2.8 外部数据存储器电路 (17)3.2.9 CPLD逻辑电路 (19)3.2.10 电平转换电路 (21)3.2.11 串口通信接口电路 (22)3.2.12 复位电路设计 (24)4 系统软件设计 (26)4.1CPLD模块程序设计 (27)4.2AD转换程序设计 (28)4.3 程序存储设计 (31)4.4 数据通信设计 (34)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1引言1.1研究的目的和意义通常，人们认为电力变压器在经受短时工频耐压和冲击耐压后，便可保证长期运行。

试论电力变压器局部放电检测技术的发展和现状

科技信息
专题论述
试论电力变压器局部放电植测技市的发展｜ｔａｇＨＸ
甘肃省金昌市金川集团公司铁路运输分公司电务段
［摘
蔡秀梅
要］本文概述了电力变压器局部放电检测技术的研究现状，着重论述了近几年发展起来的数字化测量和超声波检测，并对电检测它从变压器的中性点处测取信号。测量的信号频率可以达到３ＭＨ，０Ｚ大大提高了局部放电的测量频率。同时测试系统安装方便，检测设备不改变电力系统的运行方式，对于三相局部放电信号的总合无法进行分辨，而且信号易受外界干扰。但随着数字化滤波技术的发展，射频检测法在局部放电在线检测中得到了广泛的应用。２数字化局部放电测量．近年来，随着电子技术的飞速发展和电子计算机的广泛应用，计算辅助测试系统在变压器局部放电中的应用越来越广泛。人们将计算机辅助测试系统与传统的测试方法相结合，将测试的局部信号经过放大、滤波后进行Ａ —Ｂ转换，将模拟量转换成数字量后送人计算机进行
２３－数据库它是将放电的数据存储下来形成一个数据库作为识别时进行数据比较的依据。数据库的结构和建立方法各有不同，常采用设备一问题一数据的树形结构，能较清楚地反映不同放电缺陷在不同部位中的归属。２４识别的分类．它是对局部放电类型加以识别。常见的是统计概率分类法和距离分类法以及模糊识别等识别系统。只要将已知的放电模式输入系统经过有限次的学习训练过程，系统经自我调节内部神经元件之间的权值，自行建立模型库，当未知缺陷的特征量被输入时与已知模型进行比较，找出最相似的，从而达到识别的目的。通过数字化测量，可以使研究和检测人员更准确、更简单地了解变压器的绝缘系统情况，从而使局部放电识别告别了依靠测试人员的试验经验获取的历史。迄今为止，数字化测量都是针对脉冲电流法而进行

变压器局部放电在线监测系统设计

变压器局部放电在线监测系统设计学校：河海大学院系：能源与电气学院专业：电气工程及其自动化班級：12-电气-4组员：王昊1205020420引言变压器局部放电是指变压器绝缘内部存在的气泡、裂纹或杂质等在外施电压下发生的局部、重复的击穿和熄灭现象。

如果一台变压器带着一处或多处这样的局部放电故障长期运行，这些微弱的放电及其引起的一些不良效应，将会导致变压器绝缘的迅速老化，日积月累就有可能导致整个绝缘被击穿，发生重大事故，给国民经济带来巨大损失。

因此，国内外的变压器制造厂家和供电部门都十分重视对局部放电的测试和定位问题的研究。

通常，变压器局部放电试验要停电进行，2次试验的间隔过长，有时难以发现故障。

若能在线监测变压器局部放电，就可以在故障前及时报警，保证电网的可靠运行。

因此，我们研制了一套超声局放监测系统，其优点是可以在现场变压器并网运行的条件下完成局部放电故障的在线监测、抗电磁干扰能力强、系统稳定性好，同时硬件实现和软件算法相对简单。

1 系统功能和工作原理1.1 监测对象及系统功能系统选择的监测对象主要为：变压器、电抗器等电气设备的局部放电监测及定位。

系统具备的功能为：①监测是否存在局部放电，发生时可自动报警；②根据接收信号振幅数据与放电量关系曲线，可大致估计放电强度即放电量；③当有局部放电发生时，可对局放源进行定位；④自动完成数据采集及存储功能并可按要求进行时域、频域分析和打印输出结果。

1.2 系统工作原理超声局放监测是利用声发射技术完成的。

当变压器内部发生局部放电时，有超声波放出，因此根据接受到的信号波形及频谱分析就可确定是否发生了局放。

同时超声波发射在不同介质中向外传播在不同点能接收超声信号。

通过一定的信号处理算法得到超声波传播的时延时间，据空间几何关系就能对局放源定位。

1.2.1 接收传感器长期研究表明看，变压器的局部放电信号的频谱较宽看，通常40kHz-30 kHZ 上均有分布看，并且起伏较大。

电力变压器局部放电在线监测系统探讨

电力变压器局部放电在线监测系统探讨电力系统供电工作的顺利进行有赖于电力变压器的安全平稳运行，但是绝缘性能劣化会严重影响变压器运行的可靠性，因而及时掌握和监测变压器的绝缘状态，防止电力变压器故障的发生，对于电力变压器的平稳运行和可靠性的保障意义重大。

电力变压器局部放电在线监测系统的完善可以有效预防电力变压器因绝缘性能劣化引发的变压器故障和安全事故。

本文首先对电力变压器在线监测技术进行概述，并就电力变压器局部放电在线监测系统建立的必要性、电力变压器局部放电在线监测技术的研究进行探讨。

标签：电力变压器；局部放电；在线监测系统电力变压器是电力配网系统的重要组成，电力变压器的安全平稳运行可以有效保证电力配电系统的安全性和可靠性。

电力变压器局部放电在线监测技术针对变压器运行中的突发故障，可以有效防止电力变压器的绝缘故障引发的事故。

本文探讨的是电力变压器局部放电在线监测技术的基础研究和工程性研究，旨在通过电力变压器局部放电的基础研究对局部放电在线监测技术的应用、电力变压器局部放电在线监测系统的完善、电力变压器的故障诊断等工程研究提供指导和方向。

1.概述电力变压器在线监测技术在电力配网电压等级不断提升和电容量不断增大的今天，电力变压器的负荷量逐渐增大。

电力变压器作为电力系统的关键组成，一旦出现突发性故障将会为电力系统的工作造成不可估量的后果。

电力变压器的维护大多采用事后维修和管理，即使是在预防维修的情况下也需要暂停供电，这大大影响到电力系统供电的稳定性和可靠性。

因此电力事业的发展不能仅仅依靠传统的电力变压器检测维修的方法，而电力变压器在线监测技术可以有效提高电力系统供电的安全性和可靠性，电力变压器在线监测技术应用前景广阔。

电力变压器在线监测技术主要是针对电力变压器的多种构件和电器特点，然后采用局部放电监测技术、铁芯接地电流监测技术、振动监测技术等对电力运行设备的状态进行实时的在线监测，保证电力系统的良好运行。

电力变压器的在线监测有集中监测和分布监测这两种形式，集中监测手段面向的是所有可测范围内的电力运行设备的定时或者巡回检测，而分布监测手段则针对的是专门检测仪对待测电力运行设备获取信号的就地监测，这两种手段相辅相成共同为电力变压器的故障在线监测服务。

电力变压器局部放电在线监测系统的研究与设计

电力变压器局部放电在线监测系统的研究与设计摘要：现阶段市面上的电力变压器局部放电在线监测系统都是根据单一的监测结果进行诊断，系统本身的稳定性和精度不够理想，无法清晰区分电力变压器绝缘体系统放电的类别，因此对电力变压器绝缘受到何种程度的破坏无法得到准确的结论。

在这种背景下，结合超高频的电磁波信号来对电力变压器局部放电所展示的特征进行分析，将成为未来电力变压器局部放电在线监测系统的发展趋势。

故本文将采用超高频传感器，在三层划分设计思想的指导下，构建集站点管理、数据采集、数据查询、系统设置等功能于一身的电力变压器局部放电在线监测系统。

关键词：电力变压器；局部放电；在线监测一、电力变压器局部放电在线监测技术的分析电力变压器局部放电通常会伴随超声波、电脉冲、电磁辐射和光等，同时油中放电会导致能量的损耗。

这就衍生出介质损耗率、脉冲电流法、化学检测、红外检测、超声波测量、光测量等测量方法，而现阶段主流的三种方法如表1所示。

二、电力变压器局部放电在线监测系统的总体设计2.1电力变压器局部放电在线监测系统的整体架构整个系统的工作原理如下：通过设置在电力变压器上的UHF传感器来捕捉电力变压器内部出现的特殊信号（如局部放电的超高频信号），将检测到的特殊信号转变为相应数字量来完成对特征信号的检出工作，然后结合波形、频谱来进行深入分析，从而进一步达到故障定位及预警的目的。

2.2电力变压器局部放电在线监测系统的功能模块①站点管理模块作为电力变压器局部放电在线监测系统正常运行的基础条件，站点管理模块主要负责对采集通道参数和采集设备进行管理。

本系统中的1个采集设备可以采集16路传感器的数据，而如果想要更改采集通道参数，那么可以发送UDP等配置数据包到采集设备中。

②局放数据采集处理模块在对电力变压器局部放电数据进行采集时，要求每秒采集量应大于5条，并且局放数据处理时间要控制在0.2s以内，这样才能够确保系统拥有足够的吞吐量。

③局放数据输出模块根据相位、报警等级等局放信号，局部数据分析子模块经过一定运算后将得到报警信息和局放分析结果。

变压器局部放电在线监测系统研究

变压器局部放电在线监测系统研究摘要变压器局部放电严重会导致绝缘事故,危及电网安全。

本文分析了变压器局部放电的机理，阐述了变压器局部放电的检测方法，最后设计了变压器局部放电在线检测系统。

关键词变压器；局部放电；在线检测0 引言变压器内部存在局部缺陷，在电场作用下会引起变压器局部放电，当放电量逐渐累积，能使变压器的绝缘材料逐步老化，影响其绝缘性能，严重时会导致绝缘事故,危及电网安全。

而目前常规进行的变压器预防性试验只能定期停电检查，难以及时发现变压器内部局部放电引起的绝缘故障。

因此，对电厂变压器局部放电在线检测系统进行研究很有必要。

变压器作为电力系统极其重要的设备，如果发生故障，会直接影响了电力的供应，进而给人们的生产生活带来严重的后果，所以必须保证变压器能够正常的工作。

由于变压器的故障主要是绝缘劣化引发的，而反应变压器内部绝缘状态的一个很重要的特征量就是局部放电量，所以实时监测变压器内部的局部放电状态非常有必要，当发生局部放电的时候，实时监测到放电量，当达到事先设定的报警值时，启动报警装置，通知人们去解决，以此保证变压器的长久的稳态运行，从而保障正常供电。

本文设计了变压器局部放电在线监测系统研究。

通过对变压器局部放电在线监测装置的研究，能实现实时监测，及时了解变压器内部局部放电情况，判断绝缘脆弱部分，提前采取措施，避免突发性事故的发生。

1 变压器局部放电的机理变压器内部局部放电的机理是：在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电。

对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，可称之为电晕。

局部放电可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体的表面或内部，发生在表面的称为表面局部放电。

2 变压器局部放电的检测方法局部放电的测量是以局部放电时所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态。

局部放电过程中除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声波、发光、发热以及出现新的生成物等，因此与这些现象相对应，局部放电的检测方法可以分为电气测量法和非电气测量法两大类。