电力变压器局部放电带电检测及定位技术

电力变压器局部放电带电检测及定位技术

谷延超 身份证号 :41090119790726****

冯宏达 身份证号 :15232119920803****

摘要：电力变压器在我国整个电网系统中发挥着重要作用，电力变压器的绝缘性决定了变压器的使用寿命，其运行状态直接影响到整个电网系统的稳定性。近年来，国内外许多学者对变压器局部放电带电检测技术和定位技术展开了大量研究实验，并总结出相应的检测方法和定位方法，例如脉冲电流检测法、超声波检测法、光学检测法、超声波定位法和特高频定位法等等，这些检测技术和定位技术各有优势。

关键词：电力变压器；局部放电；带电检测；定位技术

当变压器发生局部放电时，不仅会发生电荷转移和功率损耗，还会在变压器周围的介质中发生发光和发热，并伴随高频辐射和超声波，这为优化局部放电检测技术提供了依据。到目前为止，研究人员已经收集了变压器局部放电产生的信号来检测局部放电。根据局部放电信号的不同，这些检测方法可分为电气检测方法和非电气检测方法。电检测方法主要分为脉冲电流法和超高频检测法，非电检测方法主要分为气相色谱法、超声波检测法和光学检测法。这些方法已应用于变压器局部放电的检测中，能有效防止停电事故的发生。

1电力变压器局部放电带电检测技术

1.1脉冲电流检测技术

脉冲电流检测技术是一种利用电流互感器获得变压器套管端屏地线等位置接地线引起的脉冲电流，采用数字信号处理设备对脉冲电流产生的局部放电参数进行处理的检测技术。将其应用于电力变压器检测中，不仅能准确定位出局部放电位置，还能实时测量出局部放电量，但是，该项技术对检测环境的要求也较高，需确保检测环境相对稳定才能达到良好的检测效果。且试品电容量较大时，还会限制该项检测技术的耦合阻抗，从而会降低其检测的灵敏度。

1.2高频电流检测法

高频电流检测方法是通过罗氏线圈对电力变压器局部放电铁心位置进行电流信号测量，通过对电流信号进行分析，判断出电力变压器局部放电的问题。高频电流检测法在耦合回路中测量阻抗力非常小，能够在不影响变压器正常运行下进行非电式测量，但是利用高频电流法进行检测时，会受现场复杂因素的影响，导致信号耦合方式发生改变，通过对变压器添加滤波器可以对干扰进行分离，也可以通过对其多次测量和数据分析来解决以上问题。

1.3化学检测技术

电力变压器发生局部放电时，变压器中部分绝缘体会被分解或破坏，并相互产生化学作用而形成新的物质，对此，就可以采用化学检测技术检测生成物质的成分和浓度来判断局部放电的状态。现阶段，不少局部放电检测人员已经认识和掌握了这些检测技术的工作原理，并将其应用于变压器在线故障诊断中，有效提升了变压器在线故障诊断质量和效率。但是，在实际应用过程中，该项技术也存在一定的缺陷，如其难以及时检测出潜在故障灵敏性较高的突发故障，从而难以准确和快速识别突发性故障。另外，我国尚未对该种故障识别形式建立统一的判断标准，从而会影响该项检验技术使用的规范性。

2电力变压器局部放电带电检测定位技术

2.1特高频定位法

利用高频定位技术，可以快速定位变压器局部放电信号，有利于尽快排除故障。定位原理是对变压器局部放电过程中产生的电磁波信号进行定位，抗干扰能力强，灵敏度高。由于变压器内部结构复杂，当电力变压器进行局部放电时，电磁波从变压器中传播。当传输过程中遇到金属障碍物时，电磁信号将显著降低。因此，在具体应用中，高频定位方法仍有很大的局限性。

2.2超声波定位方法

当变压器部分放电时，超声波能量将产生并通过不同介质向外传播。根据超声波传播的时间延迟，可以确定变压器的放电位置。超声波定位以变压器的传感器为参考点，将变压器放电信号传输到其他传感器的延时与参考点进行比较，将时间差引入几何关系方程中求解，从而得到变压器的放电位置。影响排放位置准确性的主要因素有三个。第一个是定位计算方法，第二个是传感器之间的时延估计，第三个是等效电压值。

2.3联合定位法

变压器在局部放电期间产生大量脉冲电流。脉冲电流会受到噪声等多种因素的干扰，抗干扰能力低，导致局部放电位置定位不准确。为了进一步提高电力变压器局部放电带电检测和定位的精度，采用了联合定位方法。如UHF技术与声学联合定位、UHF定位技术与光学联合定位等。UHF与声学联合定位是将超声与UHF定位方法技术相结合，将获得的超声信号时差与高频电磁波时差进行比较。定位时，信号通过变压器的UHF传感器传输，避免电磁波对电信号的削弱，从而更准确地定位变压器的放电位置。组合定位法弥补了单一定位法的缺陷，实现了电力变压器局部放电时快速、准确的带电检测。

3电力变压器局部放电检测技术的优化与创新

3.1宽带脉冲电流检测技术

宽带脉冲电流检测技术是在脉冲电流检测技术的基础上发展起来的一种新型局部放电检测技术。与传统的脉冲电流检测技术相比，该检测技术的脉冲量更大，因此其灵敏度和抗干扰能力也相对较强。此外，它还可以应用于电力变压器复杂工作环境下的局部放电检测，能够准确检测局部放电信号、类型等信息。

3.2结合超声波检测技术的宽带脉冲电流检测技术

由于宽带脉冲电流检测技术和超声波检测技术在实际检测过程中存在一定缺陷，为了弥补其缺陷，相关机构采用宽带脉冲电流检测技术和超声波检测技术对110kV及以上变压器进行局部放电检测试验。结果表明，二者的结合可以准确地检测出不同状态下的局部放电状态和大小。

3.3超高频检测技术与数字检测技术相结合

与其他类型的局部放电检测技术相比，超高频检测技术具有测量频带宽、检测灵敏度高、抗干扰能力强、在线监测等优点。它已成为现代电力变压器局部放电检测的主流检测技术之一。但也存在一些缺陷，难以完全满足局部放电检测的要求。而且，随着我国局部放电检测技术的不断更新和发展，如果该技术不能及时优化和发展，将很难在未来电力变压器局部绝缘放电检测中发挥重要作用。在此基础上，要求相关技术人员对检测技术进行适当的创新，如将UHF检测技术与数字化检测技术有机结合，形成数字化局部放电检测技术，不仅可以提高检测技术的在线监测能力，同时也提高了其检测效率。此外，技术人员还可以建立基于UHF检测技术的变压器局部放电信息数据库，利用信息数据库自动识别和诊断系统的局部放电问题，全面提高局部放电检测的质量和效率。

结论

及时采取有效的局部放电检测技术做好电力变压器局部放电检测工作，是防范电力变压器发生局部放电现象的关键。目前，我国常用的局部放电检测技术各具应用优势和适用范围，但均存在一定的缺陷，从而会影响部分电力变压器局部放电检测工作的顺利开展和检测质量。基于此，就需要技术人员对原有检测技术进行优化和创新，如研发宽带脉冲电流检测技术、宽带脉冲电流检测技术联合超声波检测技术、超高频检测技术联合数字检测技术。只有这样，才能克服传统局部放电检测技术存在的缺陷，推动我国局部放电检测技术取得良好发展，从而为电力系统稳定、安全运行奠定良好的基础。

参考文献：

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