(完整版)变压器绝缘在线监测系统

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电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查. (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测,获取反映变压器绝缘状况的关键参数,包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据,以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据,从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态,并对其绝缘状况做出分析、诊断。

系统实现自动运行及数据上网功能,对监测结果建立状态监测数据库,并进行数据管理、分析、统计、整合,为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。

1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。

为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信,需安装在该系统工控机附近;同时,系统需连接供电局局域网,以实现数据获取和上网功能。

1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写,使用操作系统为WindowsXP系统,数据库采用SQLServer2000 SP4。

2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信,获取与变压器相关数据,并整合录入数据库。

5变电站设备绝缘在线监测系统组成及案例

5变电站设备绝缘在线监测系统组成及案例
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.3 软件设计
信息查询 系统
信息查询
上级监测中心
局域网 /拨号
总线
图形系统
监测画面
设备信息 记录
初始化参数
硬件采集系统
监测系统
计算分析 数据采集
绝缘在线监测系统软件设计框图 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
基本原理
CT
铁芯电流 在线监测
系统
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
基本原理
铁芯接地线
铁芯引出线套管
信号预处理、采 集、 存储、 显示 电流传感器 和控制电路
限流电阻网络
监 控 装 置 本 体
限流电阻投 /切
键盘
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
限流电路
等效阻抗Z
i(t)
AC
回路感应 电动势


元 J1






路 R1 路 R2 路 R3 路

1
2
3
4
5
R4
J2
J3
J4
铁芯内部等效电路
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.3 软件设计
电容型设备绝缘在线监测系统软件处理
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.3 软件设计

变压器高压套管绝缘在线监测装置

变压器高压套管绝缘在线监测装置

W-PD2变压器套管在线监测装置使用说明书Ver 3.12006年4月变压器高压套管绝缘在线监测系统使用说明书目录第一章概述 (3)1.1 概要 (3)1.2 工作原理 (4)1.3 重要参数和选项 (5)1.3.1 规格 (5)1.3.2 显示,操作键盘和外部接线 (6)1.3.3 报警 (7)1.3.4 趋势计算 (7)1.3.5 G AMMA对温度的变化系数计算 (8)1.3.6 持续监测功能 (8)1.3.7 时间模式 (8)1.3.8 装置地址 (8)1.3.9自检和自校验 (8)1.3.10 辅助输入 (8)1.3.11停止监测 (8)1.3.12 软件 (8)第二章安装 (9)2.1 应用问题 (9)2.1.1 被监测变压器的型号与技术参数 (9)2.1.2 噪声和接地方式 (9)2.1.3 装置位置和环境因素 (10)2.1.4网络和装置通信 (10)2.1.5 W-PD2装置附件 (10)2.1.6 W-PD2接线图 (10)2.2 安装 (13)2.2.1 重要安全提示 (13)2.2.2安装W-PD2 (14)2.2.3 套管、温度以及电流传感器 (14)2.2.4 装置运行以及变压器运行 (15)第三章硬件设置步骤 (16)3.1 操作键盘 (16)3.2 通过操作键盘设置W-PD2 (16)2变压器高压套管绝缘在线监测系统使用说明书3第一章 概 述1.1 概要35~45%的变压器电气故障都与套管故障有关,尤其是套管的绝缘故障。

潮气入侵、绝缘油变质以及绝缘纸老化都会造成套管绝缘介损的升高,随之将引起绝缘过热及快速老化以至最终导致绝缘崩溃。

在一些绝缘老化的过程中,甚至早期都会出现局部放电。

绝缘老化导致介损增大以致破坏绝缘。

有些放电可能是由金属碎屑、数层绝缘纸穿孔引起的,当油污堆积在套管底部的瓷瓶上时,可能可以看到放电的痕迹。

通常铁芯上的绝缘退化时套管电容C1(高压棒与测试末屏之间的电容)也会增加。

绝缘油在线监测系统简介、结构及原理、系统维护

绝缘油在线监测系统简介、结构及原理、系统维护

油分装气离置
➢ 更快的分析周期,最小监测周期为1小时,可由用户自行设置,推荐为24小时;
➢ 油气分离速度快,仅需15分钟,分析后的油样采用二次脱气技术和过滤处理,消除 回注变压器本体的油样中夹杂的气泡。采用特殊的环境适应技术,消除温、湿度变 化对气体分配系数的影响;
➢ C2H2最低检测限可达0.1μL/L; ➢ 采用双回路多模式恒温控制,控温精度达±0.1℃,环境恶劣地区可选配工业空调;
绝缘油在线监测系统简介 ➢绝缘油在线监测系统组成及其特点 ➢绝缘油在线监测系统结构及工作原理
➢ 绝缘油在线监测系统简介
宁波理工监测MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统,用于电力变压器油中溶解气体 的在线分析与故障诊断,适用于110kV及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、 电抗器以及互感器等油浸式高压设备。
➢ 绝缘油在线监测系统的组成
MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统由现场监测单元(色谱数据采集器MGA20006H-01)、主站单元(数据处理服务器MGA2000-6H-02)及监控软件(状态监测与 预警软件MGA2000-6H V2.0.3)组成。现场监测单元即色谱数据采集器由油样采集 单元、油气分离单元、气体检测单元、数据采集单元、现场控制处理单元、通讯 控制单元及辅助单元组成。其中辅助单元包括置于色谱数据采集器内的载气,变 压器接口法兰、油管及通信电缆等。
➢ 绝缘油在线监测系统的特点
➢ 定量、在线检测H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H2O(选配)的浓度及增长率; ➢ 循环取样方式,真实地反应变压器油中溶解气体状态; ➢ 油气分离安全可靠,不污染、不排放变压器油; ➢ 采用专用复合色谱柱,提高气体组分的分离度; ➢ 采用特制的纳米晶半导体检测器,提高烃类气体的检测灵敏度; ➢ 高稳定性、高精度气体检测技术,误差范围为±10%,优于离线色谱±30%的指标; ➢ 成熟可靠的通信方式,采用标准网络协议,支持远程数据传输; ➢ 数据采集可靠性高,采用过采样技术Δ-∑模数转换器,24位分辨率,改变增益后

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

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。

变压器综合在线监测系统(T-MAP 3100、T-MAP 2230)

变压器综合在线监测系统(T-MAP 3100、T-MAP 2230)

T-MAP 3100、T-MAP 2230变压器综合在线监测系统连续的状态监测,可以优化变压器性能,延长设备的寿命适用于所有的关键变压器实时数据的采集、分析和用户自定义方式的诊断可扩展的硬件模块化设计用户可利用配套的分析软件SAGE TM自行配置通过PC连接进行本地、远程参数的修改和数据的恢复局部放电的监测硬件(SCADA)报警和基于软件的报警自动报告、客户分析和图形化界面多台变压器监视能力装置的性能和资源的利用达到最大化T-MAP TM3100、T-MAP TM2230综合在线系统提供了广泛的监测和诊断能力。

该系统对于那些需要监视多种状态和面向性能的参数(包括声学、局部放电)是一个理想的解决方案。

基于已经现场验证的技术,此解决方案允许电力部门将变压器监测集成于综合检修管理策略中。

可以通过监视器或者远程计算机查看实时数据、报警信息和参数。

不仅是数据,更是决策依据通过基于Windows系统的SAGE TM分析软件,运行人员可按变压器实际要求设置T-MAP TM 3100、T-MAP TM 2230硬件。

T-MAP TM 3100、T-MAP TM 2230硬件使用最新的技术采集、分析和处理数据,评估设备的状态。

内置式微型机比较、计算和采集数据,产生可视化报警及报警信号,当数据值超过了设定值时立刻产生报警。

SAGE TM软件允许运行人员为装置各个部分自定义诊断算法。

通过结合传感器输入和采用统计处理,SAGE TM可以产生“虚拟传感器”,可以预测有载调压开关的触点磨损,静态电气老化和其它一些潜在的故障,当虚拟传感器的读数接近临界值时产生多级软件报警,发出需要维护的信号。

SAGE TM统计分析能力包括变化率和趋势分析。

运行人员通过该软件建立正常的运行模式,为装置的每一个部分建立一个标准评估程序。

SAGE TM作图法可以生成自定义的模拟图形、X-Y图形、历史图表、事件图表和周期图形,可立即给运行人员提供设备性能图。

高压设备绝缘在线监测系统..

高压设备绝缘在线监测系统..

变电站高压设备绝缘在线监测系统技术说明二○○八年八月一、系统概述(一)监测系统的总体结构变电站高压设备绝缘在线监测系统采用总线控制技术,它由安装在变电站内的测量监控系统和安装在后台管理中心的数据管理系统两个部分组成,通过网络可把若干个变电站监控系统的监测数据汇集到上层的数据管理诊断系统,实现对多个变电站内的高压设备绝缘在线监测。

绝缘监测系统通常由用户计算机、变电站中央监控器和若干个本地测量单元构成,其结构框图如图所示。

其中:1、本地测量单元:安装在变电站被监测设备的运行现场,种类及数量可根据监测要求确定。

目前可提供的本地测量单元可对变压器套管、电流互感器,电压互感器,耦合电容器的介损及电容量和末屏电流、避雷器的阻性电流及全电流等绝缘参数进行监测。

并以总线通讯方式,通过一根定制的双绞电缆把监测数据以数字形式传送到变电站中央监控器。

2、变电站中央监控器:安装在变电站控制室或监测设备现场,每台中央监控器提供的通讯总线上最多可挂载100多个本地测量单元。

中央监控器能够通过总线控制各个本地测量单元的工作状态,读取测量数据及异常信息,获得反映设备绝缘状态的特征参量,并按照下列方式保存各个设备的监测数据,等待上层的用户计算机进行访问。

①最近1小时内的12组数据(每5分钟形成一组新的监测数据);②最近7天内的168组数据(每小时形成一组新的统计数据);③最近1年内的360组数据(每天形成一组新的统计数据)。

3、用户计算机:安装在局内的信息管理部门,可通过局域网与其它的终端计算机进行数据交换。

普通的电脑只要安装了专用数据库管理软件,即可通过“Modem+公共电话网”的通讯方式读取各个变电站中央监控器的监测数据。

数据管理软件能够对监测数据进行分析判断,自动筛选出绝缘参数异常的电气设备,及时发出状态预警信号,同时提供包括参数变化趋势图在内的相关信息,以便管理人员作出更为精确的诊断。

(二)监测系统的关键部件监测系统的研制成功,很大程度上得益于高精度的电流传感器及先进的数字处理系统。

(完整版)变压器绝缘在线监测系统

(完整版)变压器绝缘在线监测系统

变压器局部放电及铁心故障在线监测系统一、研制目的和意义1.研制目的本项目在现有局部放电在线监测技术的基础上,开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器绝缘及铁心接地状况的有效监测和故障诊断,以确保变压器的安全稳定运行。

2.研制意义电力变压器是电力系统中的最为重要的电气设备之一,它的运行状况直接关系到电力系统安全经济运行,变压器发生故障将导致大面积停电,致使国民经济遭到重大损失。

由于变压器内部的局部放电是造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因,测量变压器的局部放电可有效监测变压器的绝缘状况。

电力变压器正常运行时,铁芯必须一点可靠接地。

当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时,接地点就会形成闭合回路,造成环流,引起局部过热,导致油分解,绝缘性能下降,严重时,会使铁芯硅钢片烧坏,造成主变重大事故,严重威胁变压器的安全运行。

因此在线监测铁芯接地情况,对于变压器的安全运行具有十分重要的意义。

二、研究目标开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器内部绝缘局部放电和铁芯多点接地故障的监测与诊断。

监测系统给出局放视在放电量、放电频度、放电故障类型放电点位置及铁心接地状况,监测系统灵敏度为200pC,当时视在放电量为500pC时报警;局放定位误差20cm。

三、研究内容及关键技术本项目是在原有变压器局部放电在线监测技术的基础上,进一步优化在线监测系统,提高监测灵敏度、抗干扰性能、局放定位精度及故障智能诊断能力。

其主要研究内容:1、变压器局部放电脉冲电流—超声波在线监测技术;2、局放脉冲电流传感器、超声波传感器及铁心接地电流互感器的选型与研制;3、现场DSP信号预处理技术;4、基于数字滤波、小波分析、混沌控制技术的软件抗干扰技术;5、多路信号超高速、宽频带同步采样系统及光信号传输技术;6、局部放电源点定位技术;7、变压器局部放电视在放电量与放电频度的变化报警阈值的设定;8、大容量数据存储、查询、特征量变化趋势曲线、显示及报警;9、铁芯多点接地故障判定技术;10、基于信息融合技术的变压器故障分析及诊断。

主变压器绝缘油在线监测系统的应用

主变压器绝缘油在线监测系统的应用

主变压器绝缘油在线监测系统的应用摘要:现代社会的发展进步对供电质量的要求也越来越大,在当前电网的运行过程中,变压器是其中较为重要的枢纽设备,因而变压器的运行质量也会直接影响到电网的稳定运行水平。

其中主变压器绝缘油在运行过程中会经过分解与产气的过程,并且根据特征气体的类型也能够明确其故障类型,这就需要重视起对主变压器绝缘油的在线监测工作,以便可以及时发现故障问题。

基于此,本文就主变压器绝缘油在线监测系统的应用进行了分析,以期能够为当前的变压器运行提供安全的保障。

关键词:主变压器;绝缘油;在线监测系统引言变压器处于长时间的运行中,其内部故障的发生也是比较缓慢的,而且很难被察觉到,通过在线监测系统的应用可以对其绝缘油产出的气体特征进行分析,从而及时判断出故障的位置、性质以及严重程度的特点,并进行处理,从而保障变压器的正常运行,因此通过在线监测系统的应用能够更好的满足新形势下对电力供应可靠性的要求,也是推动电力行业发展进步的重要手段。

一、变压器绝缘油的分解与产气(一)变压器绝缘油的化学组成主变压器绝缘油是一种由碳氢化合物组成的矿物油,其中95%以上为C、H元素,5%为N、S、O及少量金属元素等。

(二)变压器绝缘油产气过程在变压器的运行过程中,由于受到高温、高压环境的影响,绝缘油中的物质成分也会通过复杂的反应重新结合生成CH4、C2H6、C2H2和C2H4等特征气体。

(三)固体绝缘材料的分解与产气变压器内部的绝缘材料主要有变压器绝缘油和绝缘纸、层压纸板等,其主要组成成分是纤维素,在变压器部强电场、高温、氧化剂、水分以及机械力的作用下会发生各种化学反应,最终会生成CO、CO2和烃类气体和水分等。

除此以外,变压器内部运行温度、溶解在变压器中的O2含量以及固体绝缘材料内部的水分还会影响到CO和CO2的生成数量与速度。

二、变压器故障类型与绝缘油特征气体产生的关系(一)过热故障的产气特征在变压器的正常运行状态下,其上层油温一般不超过85℃,当故障温度远大于该温度后就会出现不正常发热的情况,因此被成为过热性故障。

变压器在线监测系统

变压器在线监测系统

变压器在线监测系统简介变压器在线监测系统是一种基于先进的传感器和数据采集技术,结合云计算和大数据分析的智能化电力设备管理系统。

它可以实时监测变压器的运行状态和各项参数,提供预警和诊断,帮助电力设备管理员进行及时的维护和故障排除,提高供电可靠性和安全性。

功能特点1.实时数据监测:变压器在线监测系统可以实时采集变压器的运行数据,包括温度、湿度、油位、气体浓度等各项参数。

通过传感器和数据采集设备,可以实现对变压器内部和外部环境的全面监测。

2.远程监控和控制:系统支持远程监控和控制,管理员可以通过云平台或移动终端随时随地查看变压器的运行状态和参数。

同时,系统还可以通过远程控制命令对变压器进行运行模式调整、故障排除等操作。

3.故障预警和诊断:系统可以根据变压器的各项参数,通过大数据分析和机器学习算法进行故障预警和诊断。

一旦发现异常情况,系统会及时发出预警信息,提醒管理员进行相应的处理。

同时,系统还可以根据历史数据和经验知识,对故障原因进行分析和诊断。

4.数据分析和报表生成:系统可以对变压器的历史数据进行存储和分析,生成各类报表和统计图表。

管理员可以通过这些分析结果,了解变压器的运行趋势和性能状况,为后续的设备维护和运行优化提供参考依据。

5.数据安全和权限控制:系统采用高级的数据加密和权限控制技术,确保变压器的运行数据和管理信息的安全性和完整性。

只有具有相应权限的管理员才能查看和操作相关数据。

系统架构变压器在线监测系统的架构主要包括以下几个模块:1.数据采集模块:通过传感器和数据采集设备对变压器的各项参数进行实时采集,将采集到的数据传输到数据处理模块。

2.数据处理模块:负责对采集到的数据进行处理和存储。

这包括数据清洗、数据校验、数据存储和数据分析等功能。

3.远程监控和控制模块:管理员可以通过云平台或移动终端实时监控和控制变压器的运行状态和参数。

该模块负责接收和处理管理员的监控和控制命令,并将变压器的实时数据传输给管理员。

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变压器局部放电及铁心故障在线监测系统一、研制目的和意义1.研制目的本项目在现有局部放电在线监测技术的基础上,开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器绝缘及铁心接地状况的有效监测和故障诊断,以确保变压器的安全稳定运行。

2.研制意义电力变压器是电力系统中的最为重要的电气设备之一,它的运行状况直接关系到电力系统安全经济运行,变压器发生故障将导致大面积停电,致使国民经济遭到重大损失。

由于变压器内部的局部放电是造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因,测量变压器的局部放电可有效监测变压器的绝缘状况。

电力变压器正常运行时,铁芯必须一点可靠接地。

当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时,接地点就会形成闭合回路,造成环流,引起局部过热,导致油分解,绝缘性能下降,严重时,会使铁芯硅钢片烧坏,造成主变重大事故,严重威胁变压器的安全运行。

因此在线监测铁芯接地情况,对于变压器的安全运行具有十分重要的意义。

二、研究目标开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器内部绝缘局部放电和铁芯多点接地故障的监测与诊断。

监测系统给出局放视在放电量、放电频度、放电故障类型放电点位置及铁心接地状况,监测系统灵敏度为200pC,当时视在放电量为500pC时报警;局放定位误差20cm。

三、研究内容及关键技术本项目是在原有变压器局部放电在线监测技术的基础上,进一步优化在线监测系统,提高监测灵敏度、抗干扰性能、局放定位精度及故障智能诊断能力。

其主要研究内容:1、变压器局部放电脉冲电流—超声波在线监测技术;2、局放脉冲电流传感器、超声波传感器及铁心接地电流互感器的选型与研制;3、现场DSP信号预处理技术;4、基于数字滤波、小波分析、混沌控制技术的软件抗干扰技术;5、多路信号超高速、宽频带同步采样系统及光信号传输技术;6、局部放电源点定位技术;7、变压器局部放电视在放电量与放电频度的变化报警阈值的设定;8、大容量数据存储、查询、特征量变化趋势曲线、显示及报警;9、铁芯多点接地故障判定技术;10、基于信息融合技术的变压器故障分析及诊断。

本项目的关键技术是软件抗干扰技术。

拟在现有的软件抗干扰技术基础上,进一步深入研究各类干扰特征,有效抑制干扰、提取局放脉冲电流和铁芯接地回路电流。

四、国内外研究状况1、概述近年来,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电情况,比离线检测更符合设备的实际运行工况。

2、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)、采用超高频测量法测量放电产生的电磁辐射,其频带在数300MHz-3GHz之间,可有效避开外界干扰,具有灵敏度高、能反映放电脉冲真实波形等优点;已应用于电机、GIS以及一些固体绝缘设备(如电缆、干式变压器等)中局部放电的检测,在变压器局放监测也有尝试。

但须将特制天线装于变压器内部;变压器绝缘结构复杂,电磁波在其中传播时会发生多次折射、反射及衰减,同时变压器内箱壁也会对电磁波的传播带来不利影响。

此外,该方法无IEC标准,局放量的标定及故障诊断均没有深入的研究。

基于超高频法的局放监测尚处于试验室研究阶段。

(2)、红外检测是基于局部放电引起的局部温度升高,通过红外探测器和热成象来实现检测的。

对于变压器局部过热故障、该方法较灵敏。

但对于局部放电还没有产生明显局部过热时,该方法不理想,远没有达到自动监测的目的。

(3)、光测法是利用局放产生的光辐射进行检测。

在变压器油中,各种放电发出的光波长不同,光电转换后,通过检测光电流的特征可以实现局放的识别。

光纤技术作为超声技术的辅助手段应用于局放检测,将光纤伸入到变压器油中,当变压器内部发生局放时,超声波在油中传播,这种机械力波挤压光纤,引起光纤变形,导致光纤折射率和光纤长度发生变化,从而光波被调制,通过适当的解调器即可测量出超声波,实现放电定位。

虽然在实验室中利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展,但由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低,在实际中并未直接使用。

(4)、脉冲电流检测法是通过检测阻抗、检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流,而获得视在放电量。

脉冲电流法是最早研究的,并且是迄今为止最广泛使用的一种检测方法,IEC对此制定了专门的检测标准。

在线监测变压器局部放电脉冲的电流传感器通常用罗果夫斯基线圈制成,与被测变压器仅有磁耦合,而无电气连接,符合在线检测的要求。

电流传感器按频带可分为窄带和宽带两种,窄带传感器频率一般在10 kHz 左右,中心频率在20~30 kHz之间或更高,具有灵敏度高,抗干扰性强等优点,但输出波形严重畸变;宽带传感器带宽为100 kHz左右或更宽,中心频率在200~400 kHz之间,具有脉冲分辨率高等优点,但干扰严重、信噪比低。

近年来,人们在原有技术基础上,又引入信号分析方法,包括小波理论、神经网络、指纹分析、模糊诊断等方法,局放在线监测装置的性能有了长足的进步,国外有的局放在线装置,其检测最小局放量达100pC,国内装置由于数字滤波技术不是很完善,检测灵敏度稍低放量。

(5)、用固定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压电传感器,选用的频率范围为70~150kHz,可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。

近年来,由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展,超声检测的灵敏度有了大的提高。

(6)、介损检测,大量的运行经验表明,迅速测量变压器的tgδ能对整个变压器的绝缘有较为全面的了解。

由于变压器体积庞大,测得的tgδ往往是变压器各部分绝缘(绝缘油、绝缘纸)的平均值,反映的是整体绝缘状况。

但介质损耗率测量对发现局部故障不灵敏,当变压器存在局部绝缘损坏和裂化时,变压器整体的介质损耗率不能反映出来。

所以变压器各部分介质损耗率tgδ最好分开测量。

根据分析、鉴定结果,目前介损在线检测装置均存在各种各样的问题,远未达到实用化的要求。

究其原因除原理算法上的固有缺陷外,主要还是干扰抑制方面的问题,有的装置根本就不能检测介损和电容。

(7)、油色谱分析监测装置对发现早期潜伏性故障较灵敏;反映的也是变压器的整体绝缘状况,不能反映突发性故障,不能对故障点位置进行定位。

且试验运行的结果亦不令人满意。

超声波测量主要用于定性的判断局部放电信号的有无,以及结合电脉冲信号或者直接利用超声信号对局放源进行物理定位。

在局部放电的在线监测中,超声波测量是主要的辅助测量手段。

随着对局部放电超声波测量研究的深入,有可能定量地分析放电强度及绝缘劣化程度。

随着声电换能器的进一步发展,超声波测量或许会成为主要的测量手段,它也可以进行局部放电的模式识别,继而形成类似于油色谱分析的故障判断标准。

目前,介损检测及油色谱分析监测装置是目前投入试验的常用监测装置;但因其固有缺陷,即使完全达到了实用化要求,从技术经济的角度来分析,对于真正实现变压器的状态检修来说意义并不大。

对变压器局放进行电--声联合监测,不仅可以实现对变压器绝缘状况的监测,而且可以实现对故障点进行定位;随着该项技术研究的不断深入及计算机技术的迅猛发展,尤其是软件抗干扰技术的发展,可使变压器局部放电在线监测实用化。

3、干扰的分析和抑制在变压器绝缘在线监测中,无论是介损检测还是局放检测,抑制干扰一直是关键问题,抑制干扰的措施有消除干扰源、切断干扰途径和干扰的后处理三种方法。

干扰源分为两类,一类是有监测系统本身所造成的干扰,如因系统设计不当引起的各种噪声等,可以通过改进系统结构、合理设计电路、增强屏蔽等加以消除;另一类是由电站中的各种干扰源,如整流设备、通讯设备等,这是不可能消除的,只能采用抑制干扰的后两种措施。

电站中的各种干扰进入监测系统的途径有空间耦合、地线、电源以及通过测量点四种。

前三种通过增强屏蔽、电源滤波、单独接地等方法可将干扰抑制到足够小的水平。

而与局部放电信号一起通过变压器各测量点的电流传感器进入监测系统的干扰,一放面可以在进入传感器之前切除干扰,如保证变压器外壳单点接地等,但由于电力变压器运行的限制,很难采取更多的措施;另一方面就是进行干扰的后处理。

所谓的抗干扰即指抑制通过变压器各测量点的电流传感器进入监测系统的干扰。

按时域信号特征可分连续的周期型干扰、脉冲型干扰和白噪三类。

周期型干扰包括系统高次谐波、高频保护、载波通讯以及无线电通讯等。

脉冲型干扰可分为随机脉冲型干扰和周期脉冲型干扰。

随机脉冲型干扰有高压线路上电晕及局部放电、分接开关动作、弧焊机和电动机电刷引起的电弧等;周期脉冲型干扰主要有可控硅动作(直流电源整流和调相机励磁整流)以及地网中的脉冲干扰。

白澡包括各种随机噪声,如绕阻热噪声、地网噪声、配电线路以及变压器级继电保护信号线路中由于耦合进入的各种噪声等。

干扰抑制的各种措施无外乎是时域开窗和频域开窗。

时域开窗是利用脉冲干扰在时域上是离散的特点来消除之,而频域开窗则利用周期型干扰在频域上离散的特点加以控制。

频域开窗硬件是利用选择合适频带的窄带电流传感器和采用程控带通滤波电路,以躲过各种连续的周期型干扰,它只适合一个具体的变电站,使用上不灵活,并且在安装前必须经过细致的实验以选择最佳的频带。

此外,由于局放是一种宽频带脉冲,窄频带测量只能获得其中很小一部分能量,且造成了检测波形严重畸变,给后面的数字处理带来诸多不便。

软件上进行频域开窗即采用各种数字滤波方法,如FFT滤波、自适应滤波、非自适应滤波等等,具有通用性强、调整容易、抑制效果好等特点。

印度的V. Nagesh 等人从干扰抑制比、波形畸变等方面对各种数字滤波方法作了评估,认为在各种方法中,使用级联的二阶IIR点阵陷波固定系数滤波器是最佳的在线局放监测方法,具有对周期型干扰(DSI)抑制比高、对局放脉冲波形畸变最小、对脉冲干扰稳定性好以及处理时间少等优点。

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