探讨局部放电在线监测系统在变压器状态评价中的应用

　　对电力设备开展状态检修，首先要对其进行状态评价，通过局部放电在线监测系统的原理介绍，并在220kV昭通变电站应用与分析，实例说明了局部放电在线监测系统在变压器状态监测和状态评价中的作用，为开展状态检修提供了科学依据。
　　
　　1前言
　　
　　目前，传统的设备计划性定期维修是电力企业的主要维修方式。但随着电网规模的不断扩大，设备的不断增加，用户对供电可靠性要求的不断提高，传统的定期维修方式必造成检修队伍扩大及增加不必要的停电时间，对供电企业而言，增加维修成本和停电损失。为了解决电网的发展与检修之间的矛盾，近年来，随着新技术的发展和检修制度的探索性改革，状态检修成为一种新的检修方式在一些供电局试用，并取得了一定的成效。要开展好设备的状态检修工作，首先必须要做好设备的状态监测与状态评价工作，及时掌握电力设备的健康状况，然后根据设备状态对设备进行维修。电力设备的状态监测方法可基本分为两大类，即离线监测和在线监测，离线监测是指在设备停电的状态下对设备进行监测，如电力设备的出厂试验，交接试验及定期的预防性试验等都属于离线监测。
　　
　　在线监测是指在设备不停电的状态下带电对设备进行监测,它根据测试周期分为两种在线监测方式,一种是不定期或按要求作定期的间隔性测试，另一种是实时或较频繁地对电力设备在带电运行的状态下进行监测测量。局部放电在线监测系统就能带电对变压器的局部放电(PartialDischarge简称PD)情况实时监测,及时发现变压器潜伏性故障。昭通供电局通过在220kV昭通变电站的应用,实时对变压器进行状态监测,有利于变压器的状态评价，为下一步开展状态检修奠定了基础。
　　
　　2局部放电的检测技术
　　
　　电力设备发生局部放电(PD)时伴随有许多电和非电的现象，电的现象如产生电流脉冲、电辐射、介质损耗的增大等;非电的现象有光、声、热、气压变化和化学变化等。利用这些现象可以对局部放电进行检测，检测的方法可以分为电气检测法和非电气检测法两大类。电气检测法相对于非电气检测法灵敏度高，目前应用得比较成功的电气检测法是脉冲电流法，它不仅可以灵敏地检测出局部放电，还可判断放电的强弱程度，多用于局部放电检测的定量分析。非电气检测法的灵敏度低，只能判断局部放电是否存在不能作定量分析,用于判断局部放电所在部位,目前多采用超声波法。利用超声波技术检测局部放电，判断放电的位置和程度，这种方法简单，抗干扰性好，但灵敏度低，常与电工委员会推荐的电气检测法即脉冲电流法配合，两种方法形成互补，检测效果好，成为电力变压器局部放电检测和定位的电-声原理。
　　
　　3局部放电在线监测系统的简介
　　
　　变压器局部放电在线监测系统的检测原理采用上述的电-声检测原理对局部放电进行检测和定位。利用电流传感器测量变压器局部放电产生的电流脉冲信号来确定局部放电的大小，应用超声波传感器检测局部放电产生的声信号来确定局部放电的位置，从而实现局部放电的检测与定位。通过传感器采集信号,经过前置放大后,由中央处理器处理后，zui后数据输出,其原理图如图1所示。
　　　　
　　在上图中，超声波传感器吸附在变压器本体上，收集变压器内部局部放电产生的超声波信号。高频电流传感器卡在中性线接地线上，收集变压器内部的局部放电电脉冲信号。中央处理器负责处理所有收集的信号。与检测系统相匹配的“局部放电智能分析软件系统”可以实时显示局部放电的大小和数量，以图、表方式输出结果，并根据局部放电的情况对变压器的健康状态进行智能评估，得出结果，数据处理原理图如下图2所示。
　　　　
　　4应用实例
　　
　　在昭通供电局的220kV昭通变电站采用了PDOMS-831变压器局部放电在线监测系统，监测系统具有多通道(16或32)。其操作原理为将多个传感器放置在被检测的变压器各个测试点上，然后与PDOMS-831的通道连接。如果某个传感器发现了局部放电信号，经处理后系统智能分析软件将根据局部放电的强弱程度，如达到告警级别，监测系统将会发出报警通知用户，以达到实时监测实时告警的功能，更好地掌握设备的局部放电活动情况，有足够的时间采取相应的措施，避免更大的事故发生。在220kV昭通变电站安装了PDOMS-831变压器局部放电在线监测系统，
　　
　　下面以220kV昭通变电站1号主变为例,说明变压器局部放电在线监测系统的应用。在220kV昭通变电站1号主变的油箱壁上安装了三个超声波传感器，其通道为1、2、3，三个高频电流传感器分别安装在1号主变外壳的接地引下线、铁心接地引下线、中性点接地引下线上，其通道设置为6、7、8。由于变压器局部放电现场干扰源的复杂性，所以电流传感器安装的选位点应尽量选择靠近变压器内部容易出现局部放电的位置。
　　
　　应用超声波传感器和高频电流传感器取得PD信号后，经过信号处理，A/D转换后，由局部放电专家系统对放电情况进行判断，得到zui终结果，用图、表的方式显示放电情况，并有报警信息，对变压器的状态进行监督，系统对变压器的监测时间段可以随意设置。由于监测结果的数据信息量大，文章篇幅有限。下面仅以2009年2月13日对1号主变的监测情况的部分主要图为例，说明系统对1号主变的状态监督结果，如下图3-5所示，图中CH1、CH2、CH3为超声波传感器通道，CH5、CH6、CH7为高频电流传感器通道。
　　　　　　　　
　　从上述图表可以看出，经过系统2月13日全天实时监测，系统软件智能自动分析并得出设备状态结论，220kV昭通变电站1号主变设备状态良好。系统监测的时间段可以设置，同理可以得出其他时间段的设备状态。与传统的局部放电检测技术相比，变压器局部放电线监测系统具有以下优点：
　　
　　1)它解决了传统局部放电检测必须停电，影响电力供应，检测时间不灵活，无法对运行中的设备有效的进行监测，不能实时掌握长期变化的绝缘损伤，且很难发现潜在故障的局限性;
　　
　　2)使用多种传感器，可以监测多个设备、多种信号、能有效抑制噪声;
　　
　　3)使用多通道、可持续不间断监测多种设备的局部放电状况;
　　
　　4)可显示二维(Q—Φ，N—Φ，其中Φ为局放相位，Q为放电量、N为放电量重复率。)等多类图形，信息量大，判断局部放电脉冲更具有说服力;
　　
　　5)配备强大的分析软件，可图形方式表示局部放电的大小、数量、相位、趋势，可自由选择显示方式，可静态对一周波或多个周波试验电压的局部放电脉冲详细测量、观察和分析;
　　
　　6)采用多通道测量，数字差分技术(利用各通道测试的信号差异以及时间差)能有效的抑制干扰脉冲信号;
　　
　　7)网络化设置，可远程判断现场设备状况，具有长时间存储功能，并能方便的从主机下载数据。
　　
　　5结束语
　　
　　电力设备的状态评价是状态检修的前提和依据，评价的结果决定了状态检修的项目与内容，直接影响到状态检修的效果和质量。对变压器的局部放电采用在线监测技术，对局部放电情况进行实时在线监测，是提高变压器状态评价质量的有效方法。它解决了离线方式检测的缺点，即测试结果仅代表设备停电测试时间段的状况，且很难发现潜在故障。但由于变压器的局放测试异常复杂，对其状态评价还不能仅*依靠局部放电在线监测系统，应该结合其他监测数据，如近年来的各项高压试验数据，局部放电早期的诊断方法油中气体色谱分析法等多方法综合判断，判断是也应该把局部放电在线监测系统的智能软件自动分析判断与人工经验相结合分析判断，才能对变压器的局部放电进行准确判断，有效评价变压器的健康状态，为合理开展状态检修提供科学依据。