多参量变压器局部放电在线监测系统.pdf

多参量变压器局部放电在线监测系统 多参量变压器局部放电在线监测系统 一． 电力变压器局部放电在线监测的意义 电力变压器在输变电站网络中占有最大的资产比例。一旦变压器出现突发性故障而无法使 用，不但其经济损失将以百万计，而且由停产、停电导致的人们生产、生活的不便将造成不可 低估的社会影响。相反，如果严重故障前兆可以提前发现并采取有计划的维护、维修措施，则 可避免可能造成的经济损失与社会影响。 一个常见的事实是，一台四、五十年的变压器仍在正常运行，而一台刚服役一、两年的变 压器则有可能出现较严重的问题，必须停止使用，送回厂检修。该事实说明，变压器的真实寿 命并不取决与变压器的使用年限。无论对哪个年限的变压器，最关心的还是正在使用的变压器 会不会出现突发性故障。而唯一能回答这个问题的方法是对该变压器进行长期的在线监测。 实践表明，变压器的主要致命性故障，如局部放电、过热等，在不同的程度上可以通过不 同的技术方法检测出来。如溶解气体分析法或油气分析法可以通过油气成分来监测变压器局部 放电状态。然而，该方法反应缓慢，对故障不敏感，数据变化不稳定，无法判断故障位置，无 法了解局放发生的确切时间及剧烈程度，无法知悉故障源数量，无法得知局放与负载之间的关 系。其它技术方法也有各自的优点与限制条件。任一单因素的局放状态监测都难以取得满意的 效果。因此，将多种方法集中起来采用优势互补的方式可以更有效、更可靠地实现监测目的。 鉴于此，自2000年以来，美国物理声学公司（PAC）与最具权威与专业化的电力设备研究者之一 美国电力科学研究院（EPRI）合作致力于开发采用多参量的变压器局部放电在线监测技术系统。在采 用多参量尤其是利用声发射进行电力变压器局部放电识别与定位上取得突破性进展。在对500多台在役 电力变压器进行有效检测\监测的基础上，成功地开发了集声、热、电、油气分析于一体的，可自动实 现三维定位的，全天侯互联网在线监测系统。至2009年底，三十余套多参量变压器局部放电在线监测 系统已日夜运行于美国的几个主要的电力供应公司。图一是一台装有多参量局部放电在线监测系统的变 压器。 声发射传感器 多参量局放在 线监测系统 图 1. 多参量局部放电在线监测系统现场安装实例照片 美国物理声学公司北京代表处 北京市朝阳区北辰西路 69 号峻峰华亭 C 座 2006 室 邮编：100029 网页: 电话: 10传真:Email: fengjing@ 多参量变压器局部放电在线监测系统 二． 多参量在线监测方法概述 众多的研究和试验表明，尽管某一单一的参量有可能在一定的时刻一定的条件下反映局部 放电状况，但单一参量难以反映各种不同条件下发生的局部放电状况。采用多参量监测则可通 过技术互补与相互验证的方式提高监测的灵敏度与可靠性，通过 PAC 与 EPRI 对数百台变压器 的共同研究，根据不同方法的有效性，可行性，实用性，经济性，可操作性等条件筛选出了一 个以能进行实时监测及局放三维定位的声学方法为主的，辅助以热、电、油气分析及其他方法 的多参量局部放电监测技术与系统。该技术包括采用多通道的声发射系统对局部放电进行实时 监测与三维定位；采用热敏传感器对变压器主油槽温度进行监测；并与声发射信号配合以观察 变压器局部过热现象；采用电流传感器分别对负载电流及主泵电流进行监测以观察负载对局部 放电的影响；采用化学分析传感器以采集溶解的油、气成分并对局放的趋势性状况进行分析。 在诸多参量的监测中，声学参量即声发射监测的主要优点为： a) 实时性高，声发射有极高的响应速度，可以捕捉和区分每一个瞬态的局放脉冲。图 2 为一捕捉到的局部放电脉冲产生的声发射信号，其持续时间小于 1 毫秒。 b