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变压器的在线监测技能

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  论文摘要:文章论述了国内外变压器在线监测的基础研究领域近期的发展现状,介绍了变压器在线监测涉

变压器的在线监测技能


  论文摘要:文章论说了国内外变压器在线监测的基础研讨范畴近期的开展现状,介绍了变压器在线监测触及的底子概念,以及两种底子的检测办法、部分放电法和变压器油色谱剖析法,评论了这两种办法的机理及性质,一起论说了部分放电模式识别的进程、所选用的各种办法的优缺点,以及变压器油色谱剖析法的现状及开展情况。


  跟着国民经济的开展,电力作业迅速增长,装机容量和电网规划日益增大,人们对电力体系中设备的运转可靠性的要求不断提高,在现代电力设备的运转和保护中,电力变压器不只归于电力体系中最重要的和最宝贵的设备之列,并且是导致电力体系事端最多的设备之一,它的毛病可能对电力体系和用户形成严峻的损害和影响。因而国内外一直把电力变压器在线检测与确诊技能作为重要的科研攻关项目,如今大多数运用的技能有部分放电法,和变压器油色譜剖析法等。


  一、变压器在线监测研讨现状


  (一)变压器部分放电(PD)在线监测


  1.原理:变压器毛病的首要原因是绝缘损坏,在毛病前有部分放电发作,且随同下列信号:电流脉冲,电波、超声波,C2H2,C2H4,C2H6,CH4,H2,CO等气体,光信号,超高频电磁波。对上述五种信号进行丈量,能够确认变压器内部部分放电的严峻程度。因而五种信号的监测都有人研讨。在这些检测办法中,电流脉冲法是最活络的。可是变电站现场电信号的搅扰也是比较大的,因而选用惯例的电流脉冲法,很难进行丈量。超声波法及油中气体剖析法现场搅扰较少,但超声波法活络度低,关于那些深藏在绝缘内部的放电往往检测不到。一起超声波信号的传达时延大多是用电流脉冲信号触发计时器来取得。在现场使用时,部分放电发作的脉冲电流信号,往往吞没于高的搅扰脉冲之中而无法分辩,难以触发计时器作业,然后导致监测体系作出过错的判别。


  2.办法:(1)差动平衡法:比较进入丈量体系的两个信号,一个来自中性点传感器,另一个来自变压器铁芯接地传感器。当变压器内部发作部分放电信号,它在变压器中性点及铁芯接地传感器上,发作两个方向相反的电流脉冲。而当变压器外部存在搅扰信号时,他在这两个传感器上发作的电流脉冲方向相同,恰当挑选频率,对这两个电信号进行比较,就能够对电晕搅扰加以按捺。(2)超声波检测法:使用超声波传感器,在变压器外壳上检测部分放电发作的声信号。一方面当变压器内部发作部分放电时,所发作的电流脉冲信号就被检测到,另一方面散布在油箱壁上的几个超声波传感器也会检测到声波信号。但它要比电脉冲推迟某个时刻,依据这个推迟时刻,就能确认传感器和放电发作点之间的间隔,然后确认放电点的方位。(3)电气定位法:使用超声波传达的方向和时刻以及放电脉冲在绕组中的传输进程来确认放电方位的定位办法。


  (二)变压器油中溶解气体(DGA)在线监测


  用油中溶解气体气相色谱剖析判别变压器内部毛病:


  1.原理:油浸电力变压器中首要绝缘资料是变压器油和绝缘油纸。这两种资料在放电和热效果下,会分化发作各种气体。而变压器内部毛病都伴跟着部分过热和部分放电的现象,使油或纸或油和纸分化发作C2H2,C2H4,C2H6,CH4,H2,CO和CO2等气体。当毛病不太严峻,产气量较少时,所发作的气体大部分溶解于绝缘油中。此外,发热和放电的严峻程度不同,所发作的气体品种、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。因而,对油中溶解的气体进行气相色谱剖析便可发现变压器内部的发热和放电性毛病。


  2.办法及其开展


  (1)一般选用惯例气相色谱仪进行变压器油率溶解气体的定时检侧,即实验人员到变电站抽取部分脱出气体注入气相色谱仪的进样口,用气相色谱仪检测,输出成果,最终将成果与规范进行比较判别。


  (2)为了战胜惯例油色谱剖析法的繁琐而杂乱的作业程序,人们研宣布了油中气体主动剖析设备,行将惯例色谱剖析仪的脱气和气体浓度检测两部分置于变压器设备现场,在技能上完成主动化剖析,明显,这种油色谱主动化剖析设备的功用与惯例色谱剖析法相仿,结构上未发作底子革新,仅是作业程序上完成了主动,从技能经济上约束了它的推广使用远景。


  (3)人们不得不研讨在原理结构上有所革新立异的在线监测设备。在变压器油中溶解气体在线监测设备的研讨中,人们首要想到的是在油气别离上作革新,为此选用由仅使气体分子经过的高分子透气膜组成油气别离单元,然后不只大大简化了油中气体主动剖析设备的结构,并且完成了在线监测。


  (4)气体检测单元上作出革新,不必杂乱的色谱仪,而用气敏传感器对别离气体检测。因为气敏传感器的敏感度与所增加的宝贵金属有关,工艺上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度,因而,人们最早研讨成功的在线监测设备是监测变压器油中的氢气量。因为不管变压器内部毛病品种怎么,氢气是毛病发作气体的首要成份之一,在线监测油中的氢气量就能判别变压器有无反常,然后经过惯例色谱剖析法来进一步判别毛病品种和程度,因而,尽管这种只能断定有无反常而不能确诊毛病品种的在线监测设备功用有限,但因其比惯例色谱法进了一步而得到了广泛使用。


  二、变压器在线监测研讨开展趋势及研讨方向


  1.仪器上:开展了光学器材如分红气体剖析器,红外气体剖析器的特点是能丈量多种气体含量。丈量规模宽,活络度高精度高,呼应快,挑选性杰出可靠性高,寿数长,能够完成接连剖析和主动控制。红外气体剖析器的作业原理根据吸光度规律(I.amhert-Beer规律),从物理特征上能够划分为不分光型、分光型、傅立叶红外(FTIR,Fourier Transform InfraRed)型以及根据微机电体系(MEMS Micro-Electro-Mechanical System)技能的微型红外气体剖析器。分光型红外气体剖析器是使用分光体系从光源宣布的接连红外谱中分出单色光,使经过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体剖析器(NDIR)指光源宣布的接连红外谱悉数经过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。因为被测气体的含量不同,吸收固定红外线的能量就不同。


  2.理论东西上:含糊理论,人工神经网络,专家体系及灰色理论在DGA的剖析中都有使用。


  三、结语


  变压器作为发变电体系中重要设备,设备在线监测体系的必要性已逐渐成为电力行业的一致,电力变压器的作业效率代表了电力部门的财务收益,变压器的在线监测提高了运转的可靠性,延缓了保护费用的投入,延长了检修周期和变压器寿数,由此带来的经济效益对错常可观的。电力设备的在线监测技能是往后的开展方向,具有宽广的远景。



 

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