变压器带电检测定位及跟踪技术的应用

廖雍琦

摘  要：目前我国电力行业和我国经济水平发展十分快速，变压器是电力系统中的重要设备之一，变压器出现故障将会引起大面积停电，造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。局部放电是油浸式电力变压器内部故障的重要起因之一，其特点为放电能量较小、放电时间极短，虽然不会立即引起变压器故障，但在变压器长期运行过程中将产生累积效应，使内部绝缘加速劣化、局部缺陷扩大，最终击穿绝缘材质。因此定期开展油浸式电力变压器局部放电带电检测，对提高其工作效率及状态评估有重要意义。带电检测相比于以往的预防性试验，检测过程灵活方便，不受停电时间限制，可有效预测电力设施早期潜伏性故障，此外还可对运行设备的寿命作出判断。开展变压器局部放电带电检测技术的研究，能有效检出在设备运行期间暴露的安全隐患，且符合状态检修工作的要求以及当前电网发展新形势下增供扩销、度电必争的需要。

关键词：带电检测;局部放电;特高频

引言

防止电力变压器局部放电的关键是及时部署有效的局部放电技术，目前，我国广泛应用的部分卸料技术不仅有其前提条件和适用范围，而且存在一些影响部分卸料和变压器质量的缺点，因此，技术人员需要对现有的检测技术进行优化，将超高频检测技术与数字检测技术相结合，这是克服传统定位技术缺点的唯一途径，促进本地化技术在我国的良好发展，为电力系统的稳定安全使用奠定坚实的基础。

1变压器故障诊断常用模型性能分析

已知变压器故障类型可分为：放电型和过热型，由于数据不平衡导致了SVM及其改进算法PSO⁃SVM在大量数据训练后，虽然诊断放电类型故障准确率高于IEC三比值法，但是在单个特征空间里的低温、中温、高温故障存在着重叠，导致诊断准确率依旧较低，改善效果甚微，而且IEC三比值法由于阈值固定导致了放电和中温故障诊断的准确率较低。SVM及PSO⁃SVM诊断准确率低下的原因是一个分类器需要重复转载数据，不仅效率低下，还不能诊断重叠的故障数据。而IEC三比值法虽然比SVM、PSO⁃SVM在中温故障诊断中有较好的准确率，但由于阈值固定导致了整体准确率低下。

2变压器类型多样，体积、

对于重量大、难以移动的大型变压器，需要专业的变压器拆装人员及运输车辆将设备进行拆卸与运输。对于体积小、重量轻的变压器，可直接使用吊车将设备进行平行搬运以供检测。无论哪种类型的变压器，在检测过程中都存在着效率低、流程复杂的缺点，且人工方式进行的设备拆卸与运输存在潜在安全隐患。在该系统中，将配合使用交错式轨道平移履带对样品进行运输，通过用户端的操作界面实现对样品的智能化调运，从而保证被运输样品的安全性与准确性。

3变压器带电检测技术

3.1超声波检测法

在局部放电过程中，分子剧烈运动，放电部位因为分子间的碰撞形成压力。由此产生的压力波是一系列的脉冲波，即声波。放电产生的声波，其频谱很宽，约为10-107Hz，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳直接听到，而高于这一频率范围的称为超声波，必须使用超声波传感器才能接收到。超声波法（AE）的优点是通过传感器检测超声波的声压判断放电信号的强弱，电气装置的电信号不会对其产生任何影响，但容易受变压器运行中的振动及噪声干扰。由于超声波在电力系统一般绝缘材质中衰减较大，检测时需要有前置放大器及滤波电路等，且超声波法对介质种类较为敏感，故检测区域较小，常用于检测空气介质放电，一般在开关柜的日常巡检工作中使用频繁，另外，在检测套管、绝缘子等表面放电时定位准确度较高。

3.2光检测法

光检测法是通过部分发射检测光辐射，通过光电倍增器接收光电电流，然后分析光电特性，实现局部发射。由于光电倍增管不能在强光下停留太长时间，测量设备基本不透明，传感器必须穿透设备，所以现场通常不直接使用光电测量方法。而光检测法主要用于分析局部放电频谱、绝缘机理和局部放电电磁波的传播。随着光纤技术的发展，光检测法在局部放电脉冲中也取得了良好的效果。此外，基于光纤技术，光检测法也可能导致局部放电的局部放电。综上所述，光检测法适合于部分发射分析，但定量研究需要进一步完善。

3.3局部放电检测方法

脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器接地线、外壳接地线、铁芯接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得放电量，该电流传感器通常按频带可分为窄带和宽带两种。变压器运行环境复杂，迫切需要一种可在线检测，同时受现场外界干扰噪声影响较小的检测技术，基于射频技术的局部放电检测应运而生。目前，能达到300 ～ 3000 MHz超高频信号局部放电检测技术越来越成熟，可实现快速定位、精准检测：当频带宽变化时，局部放电脉冲能做到随带宽变化，有效跟踪，热噪声、谐波等都会对其造成影响，如果单考虑检测装置本身的热噪声，认为对灵敏度测量的影响可以接受，且灵敏度测量精准稳定;另外，变压器应用场所较多，对其造成的电磁干扰溯源及其构成复杂，都会对局部放电检测造成影响，而使用超高频检测法（UHF检测法），可使影响降到最低，具体操作为：用宽频法抑制周围可测频谱干扰;用窄频法将其与局部放电信号加以区别，做到有效识别，方便读取。同时辅以数字化滤波技术，使得超高频+数字化检测方法在局部放电在线检测中应用前景广阔。

3.4时差定位法

时差定位法的基本原理是局部放电产生的时域信号到达不同位置，传感器的时间有差别，通过时差计算出放电源的位置。需要利用带有高速示波器的检测装置进行带电检测，现有仪器的分辨率可达到纳秒级别，现场带电检测定位精度可精确到10cm。利用时差定位法测试简便、定位精度高，但需要較强的初始脉冲信号以精确检测放电信号的起始时间。

4结语

变电站绕组测温控制器进行整体测量，避免了温度开关手动测量造成的误差，不仅节省了大量的人力成本，还提升了工作效率。且读取/控制温度标准装置温度值时，不需要高处作业，减少了作业风险，依据不同变压器的需求将检测与定位的相关技术水平发挥出最大的作用以提高对电力变压器放电的检测定位准确性，同时提高检测速度。

参考文献

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