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电力变压器局部放电检测技术的现状和发展

2017-06-15孙兴华

科技创新导报 2017年11期
关键词:电力变压器现状发展

孙兴华

DOI:10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.073

摘 要:现如今,随着我国社会经济的不断发展,我国的电力行业又取得了较大的发展,因此,对电压的等级也有更高的要求,与此同时,电压的提高就会导致局部放电现象的产生。因为局部放电所产生的电流与周围介质的相互作用,就会导致一些热效应产生,会造成绝缘性能的老化,进而导致电力事故的发生。故此,该文围绕电力变压器局部放电检测技术进行了简要分析,对其研究的现状以及发展进行了探讨。

关键词:电力变压器 局部放电检测技术 现状 发展

中图分类号:TM85 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)04(b)-0073-02

随着我国社会经济的发展对电力系统提出更高的要求,要求电压等级有所提高,容量也需要逐渐扩大,与此同时,在电力系统的发展过程中,智能化电网成为其未来发展的方向。为了使电力系统更加稳定运行,就对各种电力设备提出了更高的要求。在电力系统的各个设备之中,电力变压器是其中的一个重要设备,对电力系统的正常运行有着重要影响。随着超高压等电力变压器的挂网运行,用于设备周期性检修停电所引起的损失也在不断增大,而在衡量设备绝缘强度的各项标准之中,局部放电是其中的一项重要标准。故此,对局部放电进行监测对电力变压器的稳定工作有着重要的现实意义。

1 局部放电检测技术的发展现状

(1)带电测试阶段。该检测技术开始在20世纪70年代,在当时主要是防止停电而对电气设备中的一些绝缘参数进行直接测量。该检测技术具有以下几种特点:①设备简单;②测试灵敏度较差;③测试项目较少。

(2)自20世纪80年代开始,各种专门用于带电测试的仪器开始出现,使得在线检测技术发生了较大改变,传统的模拟测量方式逐渐变为数字化测量,打破了将仪器直接接入到测试回路的测量模式,变成使用传感器将测量的参数进行转变,将其直接转换为电气信号。

(3)自20世纪90年代开始,随着科学技术的不断进步与发展,计算机技术有了较大的发展,出现了以计算机处理技术为基础的在线监测系统。利用以下几种技术,使更多的绝缘参数在线监测得以实现:第一,计算机技术;第二,传感技术;第三,数字波形采集技术等。这种在线检测技术存在着以下几种特点:第一,监测信息量较大;第二,处理的速度较快;第三,能够对监测参数进行存储以及越线报警等。

在我国,在线监测技术的开发最早开始于20世纪80年代,因为受到技术水平的限制,计算机在我国刚刚起步,我国的在线监测技术的水平还比较低等因素的影响,在20世纪80年代末期,在线监测技术曾经在我国掀起了第一个应用高潮,我国许多科研院校对该项技术的研究越来越重视。在2000年之后,随着在线监测技术的不断发展以及客观的需要,人们对这项技术越来越重视,我国许多地区都纷纷开展了这项工作。

2 局部放电检测的常用方法

2.1 超声波检测法

局部放电经常会释放有声波,而采用超声波检测法,则是利用传感器接收局部产生的超声波,由此来对局放的大小进行确定,并且对局放的位置进行确定。当前,用于检测局部的超声波传感器存在着以下几方面缺点[1]:(1)抗电磁干扰性能比较差;(2)灵敏度较低。因此,就使得超声波检测的难度有了大大的增加。故此,这项检测方法大多是用在对局部作定性判断,并结合电脉冲信号对局放进行物理定位。

2.2 脉冲电流法

这种方法研究最早,应用也最为广泛。它主要是将变压器等效成一个电容,局放时,其两端会产生瞬间电压变化,经过耦合电容引至检测阻抗上,就能够获得脉冲电流,与局部放电相对应,经过处理之后,可以获得变压器局放参数。这种方法也存在一定的缺陷,有以下几种:(1)当试品电容量较大时,就会受到耦合阻抗的限制,这样就会导致灵敏度有所降低;(2)检测频率低于1 MHz时,所包含的信息量较少;(3)在离线状态时,灵敏度较高,但是在现场检测时,很容易受到外界干扰的影响。

2.3 光测法

所谓光测法,指的是将局放产生的光辐射经过光电进行转化,在转换之后,检测光电流的特性以便实现局放的识别。但是光测法有着较大的缺陷[2],分别为:(1)设备复杂并且非常昂贵;(2)灵敏度较低。因此,在实际应用中很容易受到限制。近些年,随着科学技术的不断发展,光纤技术也取得了一定的发展,光纤法与声测法相结合之后,就产生了声-光测法。这项技术主要是利用聲波压迫,来使光纤的性质发生改变,并且导致光纤输出信息的特性发生改变,进而测得放电。

2.4 红外检测法

这项检测技术是对高压设备的某部位的温度进行拍摄并测量,以此来判断热故障。其工作原理是,若变压器被测的部位温度高于绝对温度,那么就会产生由热能转化出来的辐射能量,也是红外射线,进而利用红外探测仪的热成像原理,以此实现热点测量。

这项技术的优势是实效性较强,能够在一定的距离内进行遥测,也可以直接进行测定,并且不受电磁场的干扰。但是因为变压器结构与传输过程具有一定的复杂性,当前,这项检测技术主要是针对以下一些变压器的外部故障:(1)导体连接不良;(2)冷却装置故障;(3)变压器套管故障等。

2.5 超高频检测法

超高频检测法也就是UHF技术。近些年,这项技术发展非常迅速,它通过传感器来获取变压器局放超高频信号,以实现对局放的检测与定位。在20世纪80年代末期,这项检测技术首先应用在GIS设备之中,该技术的主要有以下几个特点:(1)检测频段较高,能够避开常规局放测量中的多种电气干扰;(2)检测频带较宽,故此其检测灵敏度较高。超高频检测法的特点使其在局放检测领域有着其他检测方法难以比拟的优点,因此在近些年来得到了广泛应用。

然而,这种技术方法的研究也面临着一些问题,因为脉冲电流法与测量机理有所不同,故此就难以进行视在放电量标定,但是许多工程人员更习惯用视在放电量来对局放的程度进行反映,在关于局放的变压器产品出厂标准之中,因为变压器内部绝缘结构存在着一定的复杂性,局放所产生的电磁波在内部的传播,会存在大量的散射以及衰减,故此,局放源定位工作难度较大,也充满着较大的挑战。

3 局部放电检测技术的发展前景

脉冲检测法以及各种非点检测法都属于传统的检测局放的方法,而在上文中所提到UHF技术是近些年来所提出的方法,它有效地克服了传统的脉冲电流法的缺陷,克服了其抗干扰能力较弱的缺点,存在着许多优越性。故此,在今后的研发过程中,高频检测法是未来的发展方向,除此之外,将计算机辅助技术运用到局放检测中,也是一个思路,也就是数字化局部放电检测,将这两种技术有机地结合在一起,特是局放检测技术的未来发展之路。

4 结语

由于电力变压的局部放电会带来许多不利的影响,会造成绝缘性能的老化,而在电力系统的事故中,变压器的绝缘老化是导致安全事故发生的重要原因,故此,就需要对局放检测技术进行研究。该文对局放检测技术的发展现状进行了阐述,并对一些常用的局放检测技术进行了简述,并对局放检测技术的未来发展方向进行了展望,以便为业内人士提供借鉴。

参考文献

[1] 王国利,郝艳捧,李彦明.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].电工电能新技术,2001(2):52-57.

[2] 程重,石惠承.电力变压器局部放电检测技术现状与发展趋势[J].浙江电力,2012(4):32-35.

[3] 赵悦冰.电力变压器状态在线监测技术[J].科技创新与应用,2014(3):136-137.

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