變壓器局部放電問題的探討

1、<p>　　變壓器局部放電問題的探討</p><p>　　[摘要]本文根據(jù)工作中的經(jīng)驗總結簡要的探討了電力變壓器局部放電的主要幾種情況，并對局部放電在線監(jiān)測進行了簡單的闡述，綜合分析了變壓器局部放電在線監(jiān)測具有良好的去噪效果和實用價值。 </p><p>　　[關鍵詞]變壓器局部放電在線監(jiān)測 </p><p>　　隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的電壓

2、等級和容量也在迅猛的增長，電力變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的電力設備其本身制造成本很高，一旦變壓器發(fā)生事故，不僅給電力系統(tǒng)造成巨大的損失，也給國民經(jīng)濟造成了無法估計的影響。因此，電力變壓器安全可靠的運行直接決定了電力系統(tǒng)的供電可靠性。變壓器的壽命絕大程度上取決于本身絕緣老化情況，因此變壓器能否可靠的運行在很大程度上取決于其絕緣材料的優(yōu)劣狀態(tài)。在大型的電力變壓器生產(chǎn)過程中，由于其絕緣結構復雜而且在制造過程中難免在絕緣結構中含有氣隙，或者在運行

3、過程中也會因為絕緣受潮，水分在電場的作用下而產(chǎn)生氣泡。這些氣隙在電場的作用下就會產(chǎn)生局部放電。另外由于絕緣結構中存在的一些電氣接觸不良或者內(nèi)部存在的缺陷和混入的雜質也會產(chǎn)生局部放電。這些局部放電會使絕緣氧化、腐蝕，同時局部放電的強度也隨之增大，進一步侵蝕了絕緣結構。目前，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的升高，局部放電已經(jīng)成為變壓器絕緣老化的重要原因之一。 </p><p>　　電力變壓器內(nèi)部局部放電主要以下面幾種情況出現(xiàn)：

4、(1)繞組中部油-紙屏障絕緣中油通道擊穿;(2)繞組端部油通道擊穿;(3)緊靠著絕緣導線和電工紙(引線絕緣、搭接絕緣、相間絕緣)的油間隙擊穿;(4)線圈間(匝間、餅間)縱絕緣油通道擊穿;(5)絕緣紙板圍屏等的樹枝放電;(6)其他固體絕緣的爬電;(7)絕緣中滲入的其他金屬異物放電等。 </p><p>　　在局部放電監(jiān)測過程中，現(xiàn)場存在著大量的干擾，其中主要有窄帶周期性干擾、白噪聲干擾以及脈沖型干擾等。窄帶周期性干

5、擾，包括無線電通信、高頻保護、載波通信等。其中高頻保護和載波通信信號頻率范圍在30-500KHz，無線電的干擾在500KHz以上。脈沖型干擾，包括周期性脈沖干擾和隨機性脈沖干擾，其中隨機性脈沖干擾主要來源于雷電、繼電器、開關動作等干擾，周期性脈沖干擾主要來源于可控硅設備動作引起的干擾，發(fā)生的相位相對固定。白噪聲干擾，包括通信線路中的各種隨即噪聲。其中脈沖型干擾頻率一般都小于1MHz，在時域上分布稀疏，有規(guī)則，很容易與局部放電脈沖進行區(qū)分

6、，因此本文主要考慮的噪聲干擾只包括窄帶周期性干擾和白噪聲干擾，窄帶周期性干擾和白噪聲可用如下數(shù)學模 </p><p><b>　　(1) </b></p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　式中:為窄帶周期性干擾的頻率，為幅值，為白噪聲的幅值。 </p><p>　　在局部放

7、電監(jiān)測的現(xiàn)場有大量的干擾和噪聲，給局部放電的檢測帶來了很大的困難，如何去除噪聲干擾，把局部放電信號良好提取出來是現(xiàn)在局部放電在線監(jiān)測中研究的重點。在監(jiān)測現(xiàn)場局部放電監(jiān)測中主要的干擾有窄帶周期性干擾、白噪聲干擾以及脈沖型干擾等。局部放電信號通常被這些干擾所湮沒。因此，國內(nèi)外研究學者在局部放電在線監(jiān)測中的去噪技術研究方面進行了大量的研究。 </p><p>　　隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷升高，電力部門越來越重視電力變

8、壓器的維護，以確保電力系統(tǒng)的安全運行。而電力變壓器的安全運行又取決于自身的絕緣狀態(tài)，因此，變壓器絕緣狀態(tài)的監(jiān)測成為電力部門以及相關人員研究的重點。局部放電作為反映設備絕緣狀態(tài)最靈敏的因素，成為電力設備絕緣狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷領域研究的重點。 </p><p>　　局部放電研究的熱點在于去噪技術的放電特征提取技術的研究。隨著局部放電研究的不斷深入，近年來涌現(xiàn)了許多關于去噪技術和特征提取技術的新方法，使得局部放電的分析

9、研究越來越完善。在去噪技術方面許多專家和學者都立足于尋求新方法使得去噪后波形的失真越來越小。但由于現(xiàn)場監(jiān)測到的信號含有大量復雜的混合噪聲干擾，傳統(tǒng)的單一去噪方法一般只對一種類型的噪聲干擾有很好的去噪效果，而對含有混合噪聲擾擾的信號不能達到很好的去噪效果。因此，未來局部放電去噪技術的發(fā)展趨勢將致力于提升和融合多種去噪算法來實現(xiàn)去除混合噪聲干擾。 </p><p>　　放電特征提取技術是局部放電研究領域的又一重大課題

10、，它直接關系到設備絕緣狀態(tài)的診斷結果。在局部放電識別系統(tǒng)中特征量提取是一個重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的特征提取方法三維譜圖、放電統(tǒng)計特征參數(shù)等雖然反映的放電信息比較全面但是由于其特征量維數(shù)大而使識別系統(tǒng)的復雜程度大大增加，分形維數(shù)和波形特征參數(shù)等雖然提取的特征量維數(shù)小，但是反映的放電信息不全面，識別的準確度小。因此，放電特征提取的研究趨勢將致力于提取維數(shù)小，反映信息全面的特征量。數(shù)學形態(tài)學是今年來應用到局部放電的一個新方法，在放電特征提取方面的研究

11、鮮有文獻涉及，數(shù)學形態(tài)特征作為一種新的放電特征提取的方法，在局部放電模式識別方面具有良好的應用前景。分形特征雖然反映的信息不完全，但是由于它具有特征量維數(shù)少的優(yōu)勢，因此未來采用與其它特征提取方法并用的方式來提高信息的表示程度，在這方面也同樣具有很好的研究價值 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]肖勇.龐軍.周波.羅濤 超聲波與高