電力變壓器局部放電帶電檢測與定位技術(shù)研究

羅威

摘 要 電力變壓器對于電網(wǎng)的影響力不言而喻，在變電器長期的運(yùn)行過程中，設(shè)備終將老化出現(xiàn)各種問題，由于絕緣強(qiáng)度的高低會加大用電安全事風(fēng)險(xiǎn)，對該問題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)主要是由于局部放電帶電導(dǎo)致變壓器絕緣劣化，為此國內(nèi)外涌現(xiàn)很多帶電檢測及定位技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)需要和質(zhì)量管控目標(biāo)，保障電力電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。基于此，本文主要分析了電力變壓器局部放電帶電檢測與定位技術(shù)。

關(guān)鍵詞 電力變壓器;局部放電帶電;帶電檢測;定位技術(shù)

引言

伴隨電力設(shè)備電壓等級的不斷提高，這對電力設(shè)備運(yùn)行可靠性提出了更加嚴(yán)格的要求;針對局部放電帶電而言，其作為一種對設(shè)備絕緣狀態(tài)進(jìn)行評估的重要指標(biāo)，已得到了廣泛應(yīng)用。伴隨信息技術(shù)的越發(fā)成熟，基于數(shù)字化背景下的局部放電帶電測試系統(tǒng)的作用、優(yōu)勢越發(fā)凸顯。局部放電帶電檢測技術(shù)在先進(jìn)技術(shù)的驅(qū)動下，會得到更好的發(fā)展。

1局部放電帶電檢測技術(shù)

（1）特高頻局部放電帶電檢測。選擇使用特高頻法對變壓器局部放電帶電進(jìn)行帶電檢測，主要就是以局部放電帶電時(shí)出現(xiàn)的電磁波，使用特高頻傳感器接受電磁波信號，并對接受得到的電磁波信號進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對局部放電帶電源、缺陷類型、異常信號等精準(zhǔn)檢測。該種檢測方法在對GIS設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，檢測靈敏度相對較高，對于低頻電波也有著較強(qiáng)的抗干擾能力。在現(xiàn)場對GIS設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，可選擇使用該方法進(jìn)行帶電檢測。按照帶電檢測傳感器位置的不同，可分為外置傳感器與內(nèi)置傳感器。對于內(nèi)置傳感器有錐形傳感器與平板式傳感器，在進(jìn)行在線監(jiān)測時(shí)，內(nèi)置傳感器的使用效果較好，可取得較好的檢測靈敏度，抗干擾效果也較強(qiáng)，但是最大的不足之處就是安裝與制作的成本相對較高。選擇使用外置傳感器進(jìn)行檢測時(shí)，雖然成本較低，但是周邊的環(huán)境會對整個(gè)檢測帶來較大的影響，特別是在進(jìn)行缺陷判斷時(shí)，帶來的干擾較大。在現(xiàn)場使用該檢測技術(shù)時(shí)，按照檢測頻率的不同，可分為窄頻監(jiān)測與寬頻檢測兩種，在進(jìn)行現(xiàn)場檢測時(shí)，可選擇使用窄頻監(jiān)測與寬頻檢測相結(jié)合的方式，具體操作時(shí)，可首先使用寬頻檢測技術(shù)對GIS設(shè)備開展普測，如果有異常信號，則選擇使用窄頻檢測進(jìn)行二次檢測。

（2）超聲波局部放電帶電檢測。聲波和沖擊振動波一般也會伴隨著局部放電帶電現(xiàn)象發(fā)生出現(xiàn)在設(shè)備中。用于檢測超聲波的傳感器大都裝在殼體的外部接收局放產(chǎn)生的信號。此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是用來接收信號的傳感器與電力設(shè)備的任何回路都無關(guān)，所以沒有所謂的電磁信號干擾，但會在現(xiàn)場使用時(shí)受到外界環(huán)境的影響。超聲波信號在向遠(yuǎn)方傳播的過程中強(qiáng)度有很多衰減，尤其在絕緣材料中更為明顯。但是，超聲波信號在故障定位方面卻有著較高的準(zhǔn)確度。

如果聲波的頻率和類型不盡相同，那么在溫度不一樣的情況下，通過不同介質(zhì)進(jìn)行傳播時(shí)，傳播的速率也會有較大差異?？v波的傳播速度約是橫波的2倍，且隨著頻率的增高，傳播速度也會增加。但是，在礦物油中是個(gè)例外，傳播速率反而會在溫度升高的情況下有所降低;在氣體介質(zhì)中的傳播速度往往比在固體介質(zhì)中小得多。同時(shí)，聲波在任何介質(zhì)中傳播，其能量都會存在一定程度的衰減。

（3）SF6氣體成分分析技術(shù)。變壓器中包含的SF6氣體較多，同時(shí)，變壓器中絕緣材料在局部放電帶電的影響下，會和少量水分出現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)生較多的分解物。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在變壓器出現(xiàn)放電情況時(shí)，放電的類型、強(qiáng)度的不同，產(chǎn)生的分解物也有著較大的不同。因此，可根據(jù)SF6分解產(chǎn)物的不同，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備缺陷類型的判定。選擇使用SF6氣體成分分析方法時(shí)，若變壓器屬于內(nèi)部放電檢測時(shí)，整體的靈敏度偏低，因此，相對于前兩種檢測方式，使用的次數(shù)相對偏少。但是在部分情況下，選擇這種方法時(shí)要以上述兩種方法進(jìn)行有效補(bǔ)充[1]。

2電力變壓器局部放電帶電定位技術(shù)

（1）超高頻定位法。超高頻電磁信號抗干擾性較強(qiáng)，因而可以根據(jù)局部放電帶電時(shí)產(chǎn)生的產(chǎn)生超高頻電磁信號迅速確定局部放電帶電位置，但是變壓器時(shí)有多種電子配件和元件組成，大部分都為金屬結(jié)構(gòu)，這會影響超高頻電磁信號的穿透效果，因而超高頻電磁信號會根據(jù)電子變壓器內(nèi)部金屬構(gòu)造產(chǎn)生一定的幾何繞射軌跡，對局部放電帶電位置準(zhǔn)確定位。

（2）超聲波定位法。超聲波信號和電脈沖信號間會有延時(shí)反應(yīng)，在變壓器的某處設(shè)置參考傳感器，放電信號在此傳感器和其他處的傳感器間傳遞會有一個(gè)時(shí)差，將此時(shí)差代入雙曲面法計(jì)算公式中可得出大致的放電位置，在此過程中必須要特別注意時(shí)間差、算法和等值聲速對定位結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，可采用聲速變量、增加探頭的方式逐漸縮小放電位置并最終精確定位[2]。

（3）電氣定位法。對局部放電帶電過程中產(chǎn)生的電脈沖在絕緣介質(zhì)中傳播時(shí)的波形、信號能量的變化等信息建立相關(guān)的傳遞函數(shù)來進(jìn)行分析研究，從而定位局部放電帶電空間位置。主要有行波法，利用波的時(shí)延特性，根據(jù)行波延遲時(shí)間計(jì)算出距離，找出局部放電帶電的點(diǎn)位;極性法，檢測變壓器繞組不同端子上的局部放電帶電信號的極性，找到局部放電帶電源可能存在區(qū)域;起始電壓法，根據(jù)繞組長度、繞組兩端電位、放電點(diǎn)電壓為、起始放電電壓等，依據(jù)一定的公式計(jì)算出放電位置。

（4）局部放電帶電檢測聯(lián)合定位法。以上檢測方法各有優(yōu)劣，光學(xué)法只能定位小范圍內(nèi)的放電位置，特高頻具有信號具有干擾小、反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，陣列傳感器可多點(diǎn)定位，為保證定位結(jié)果的準(zhǔn)確性，并考慮到技術(shù)成本和可操作性，實(shí)際進(jìn)行局部放電帶電定位檢測時(shí)經(jīng)常采用多種方法協(xié)同合作，例如超高頻與超聲波法的配合，超高頻與光學(xué)法的配合，這類定位法統(tǒng)稱為聯(lián)合定位法，采用此法時(shí)要考慮到變壓器局部放電帶電的復(fù)雜性，將兩種定位法合理融合，并注意提升各環(huán)節(jié)中的綜合操控能力，從而發(fā)揮加倍的聯(lián)合應(yīng)用效果。

3結(jié)束語

綜上分析，全面提升變壓器局部放電帶電檢測效果非常關(guān)鍵，但是從當(dāng)前變壓器局部放電帶電檢測情況來看，在很多方面仍舊有著較大的提升空間，因此，這就需要在進(jìn)行變壓器檢測時(shí)，全面掌握變壓器局部放電帶電檢測技術(shù)要點(diǎn)，結(jié)合變壓器使用需求，采取針對性的措施，全面提升帶電檢測實(shí)效。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝海燕.非接觸式帶電檢測技術(shù)在GIS局部放電帶電檢測中的應(yīng)用比較[J].電子制作，2019（22）：21-22，39.

[2] 張杰，付泉泳，袁野.變壓器局部放電帶電檢測技術(shù)應(yīng)用研究[J].變壓器，2018，55（8）：66-71.