变压器局部放电在线监测技术分析
文章编号:100722284(2007)0320069203
变压器局部放电在线监测技术分析
刘海萍,李正明
(江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013)
摘 要:阐述了变压器局部放电在线监测的原理、现状以及在线监测方案如何选择,分析了变压器局部放电在线监测中的各种干扰及其抑制方法,并提出了实际监测中分层式抑制干扰的模式,探析了目前在线监测局部放电所存在的问题。
关键词:变压器;局部放电;在线监测;干扰抑制
中图分类号:TM41 文献标识码:A
Analysis of On2line Monitoring T echnique of Partial Discharge of Pow er T ransformer
L IU H ai2ping,L I Zheng2ming
(School of Electrical and Information Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang212013,Jiangsu Province) Abstract:In this paper the principle,actualities of on2line monitoring for partial discharge of power transformer are depicted.At the same time,the way to choose the scenario of on2line monitoring is also depicted.Based on the analysis of various interference in par2 tial discharge on2line monitoring of transformers,the paper proposes some anti2interference techniques,and gives a multi2layer inter2 ference suppression model for partial discharge on2line monitoring of transformers.Finally,the paper discusses the problems of on2 line monitoring system for partial discharge of power transformer.
K ey w ords:transformer;partial discharge;on2line monitoring;interference suppressing
在线监测变压器的局部放电与外施电压下测量变压器的局部放电在技术方法上有很大差异。后者是在变压器脱离电网的状态下用常规方法进行的。它不受电网限制,处在有效地排除外界干扰的环境下,灵敏度较高。但是此种情况代替不了变压器在电力系统中的实际运行情况,也不可能准确反映变压器的绝缘状况及其发展趋势。而变压器局部放电在线监测却与电网紧密相联系,它通过监测变压器的电信号及时获取反映运行状态的各种物理量,并对其进行分析处理,预测运行状况,必要时提供报警和故障诊断信息,避免因故障的进一步扩大而导致事故的发生,指导变压器最佳的维修时机,为状态检修提供实时数据,及时预防或发现突发性故障。
1 变压器局部放电(PD)在线监测的原理及现状 变压器局部放电在线监测技术借助先进的传感技术和电子技术,根据超声波原理将高频声学传感器放在油箱外部以便测取局部放电或电弧放电所产生的暂态声音信号。
局部放电在线测量方法主要有超声监测、化学监测和电性
收稿日期:2006204213
基金项目:江苏省教育厅自然科学基金资助项目(02K J D510009)。
作者简介:刘海萍(19812),女,硕士研究生。研究方向为在线监测和故障诊断技术。能监测,三种方法中以电监测法灵敏度最高。最近国内外又出现了甚高频(V HF)、超高频(U HF)等方法。图1为PD在线监测的流程图
。
图1 变压器局部放电在线监测流程图
目前,国内PD在线监测系统的水平与国外接近,基本使用嵌式传感器,不改变变压器的接线。武汉高压研究所研制的PD系统,采用带宽为10～1000k Hz的电流传感器,从套管末屏、中性点及铁心等接地线处耦合脉冲信号,组成平衡对以消除外来脉冲干扰,同时获得局部放电脉冲幅值及次数。西安交通大学研究的B YT型PD系统,测量频带为40～2000k Hz,在每相高压套管底座及套管末屏处分别安装一大一小两路传感器,系统通过鉴别这两路脉冲信号的极性定向耦合变压器内部的PD信号,从而有效地抑制外来干扰。
根据国内外运行经验,变压器若出现几千pC的局部放电量,仍然可以继续运行。但如果局部放电量达到1万pC以上的话则表明变压器绝缘的缺陷十分严重。但从变压器内部出现局部放电到绝缘击穿有一定时间的演变过程。根据这种演变,通过局部放电监测的阈值报警和视在放电量的历史数据的
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中国农村水利水电?2007年第3期
发展趋势可以判断变压器内部的绝缘状况。阈值报警就是当高频信号的幅值和每个周期脉冲个数达到设定的阈值,以及脉冲波形达到脉冲宽度和频度时,由局部放电监测装置自动发出的阈值报警信号。此外,还可以利用局部放电椭圆图,二维、三维等谱图对局部放电的类型进行分析。
2 变压器局部放电在线监测方案的选择
(1)采用哪种类型的在线监测系统需要考虑如下要素:项目具备的资金量;项目实施的现有技术平台;是否为无人值班变电站;在线监测项目实施后的管理模式等。例如在1个无人值班变电站实施变压器色谱、局部放电等在线监测项目时,可以对色谱实行分层分布结构,而对局部放电实行便携式结构,这可以根据实际情况灵活掌握。
(2)应该对变压器是否需要进行在线监测进行等级划分。划分的等级需要考虑如下因素:变压器在电网中的重要性;供电用户的断电经济损失及社会影响;变压器的老化程度以及发生危险的几率,即危险性水平。
变压器等级的划分也反映在2001210IEEE提出的变压器在线监测的导则第10稿中:“对于已老化的变压器,特别是当它在系统中的地位又很重要时,对其关键参数进行连续监测是合适而且是很有价值的”。
(3)在确定需对变压器进行在线监测后,应分析在线监测的部件、参量。由于故障的多样性,监测参数与缺陷或故障不可能一一对应,因此需要着重寻找对最常见故障的有效监测参数及监测方法,需综合多种有效监测方法所得的数据,通过对比作出判断。
3 局部放电在线检测中的抗干扰技术
3.1 现场干扰的分析
局部放电监测中的干扰主要是经测量点的传感器随局部放电信号一起进入监测系统的。按时域信号特征可分为连续的周期性窄带干扰、周期脉冲干扰和白噪声3类。周期性窄带干扰包括系统高次谐波、高频保护、载波通信以及无线电通信等。脉冲干扰可分为随机脉冲干扰和周期脉冲干扰。随机脉冲干扰由高压线路上电晕及局部放电、分接开关动作等产生;周期脉冲干扰主要由可控硅动作(直流电源整流和调相机励磁整流)以及地网中的脉冲干扰产生。白噪声包括各种随机噪声,如绕组热噪声、地网噪声等。从频带特征上可分为窄带干扰(如周期性干扰)和宽带干扰(如脉冲干扰和白噪声)。
3.2 干扰的抑制
3.2.1 周期性窄带干扰信号的抑制
一般采用滤波方法,有快速傅氏变换(FFT)滤波、自适应滤波和非自适应滤波等。文献[1]、[2]从干扰抑制比、波形畸变等方面对各种数字滤波方法做了评估,认为使用级联二阶点阵IIR陷波滤波器是最佳的在线监测方法,具有对周期性干扰抑制比高、局部放电脉冲波形畸变最小、抗脉冲干扰稳定性好以及处理时间少等优点。近几年来,具有时频局部化特点的小波也被越来越多的学者应用于去除周期性干扰信号。二阶点阵IIR陷波滤波器方法是通过对信号进行FFT,取得滤波器的零点,进行阻滞滤波。小波方法则首先对信号进行小波变换,然后把干扰信号所占据的尺度上的所有小波系数都置于零。由于二阶点阵陷波滤波器基于FF T,对处理局部放电这样的突变信号,效果并不理想。另外,其响应时间比较长,冲激响应效果明显不如小波方法。
由于局部放电在线监测中窄带周期干扰的频率范围很宽,自适应滤波器的参数设置比较困难,甚至会导致算法不稳定,所以提出了一种基于小波分解的自适应滤波算法以抑制窄带周期干扰:利用小波的分频特性先将信号分解到不同频段上再对各频段的信号施以自适应滤波,由于信号被分解到不同的频段,各频段内的窄带干扰频率相差有限,所以,可以根据各频段信号的特性采用最佳的滤波参数,以达到较好的滤波性能。该算法比普通自适应滤波算法有更好的抗干扰性能和稳定性。3.2.2 周期脉冲干扰的抑制
周期脉冲干扰是局部放电在线监测中一类重要的干扰源。局部放电信号具有相位随机的特点,而校正脉冲和可控硅信号等周期脉冲干扰则出现在每一周期的固定相位上。利用这些特点,通过判断在连续几个工频周期内,脉冲信号是否在固定的相位位置出现,幅值和波形是否几乎不变,检测周期脉冲干扰信号,最后在采集信号中把它剔除。实现过程如下:采用4个(为了减少存储容量和计算时间)工频周期的信号,在信号包络的基础上进行(分析信号的包络比直接分析原信号更为简单、易处理),信号的包络通过门限后,可获得每个脉冲的起始相位。门限的选取采用统计学上获得信号偏差的方法,取一组信号绝对值的中间值除以0.6754。但实际中,采样率和带宽是确定的,可把门限值设为一固定值,这样所得结果会更稳定。以第1个工频周期信号为参考信号,对其中的每个脉冲都和其余工频周期内的脉冲(称为处理信号)进行相关性分析。考虑到计算速度,信号之间的相关性,采用它们之间的差量来量度:
e(i)=∑
2
i=i1
[x(i)-y(i+a)]2/∑
2
i=i1
x2(i)
判断脉冲是否为干扰的3个原则:①e最小值只有一个;②必须小于0.1;③其所在的主瓣宽度应该小于该脉冲宽度的0.75。只有3组的e都满足以上条件才确定脉冲为周期脉冲干扰信号。3.2.3 白噪声干扰的抑制
局部放电信号为非平稳随机信号,与其混杂在一起的白噪声为均值0的平稳随机信号,属宽带干扰。时域和频域同时具有良好局部性的小波变换,使其从白噪声中提取局部放电信号优于FFT滤波法。小波去噪一般采用shrinkage技术,即设定一个门限值,小于该值的系数置为0,保留大于该值的,经反变换后即为去噪后的信号。此法实现简单、运算速度快、去噪效果好、波形失真小。由于小波包分解是最优树分解,能量比较集中,用shrinkage技术滤波时,信噪比可进一步提高。小波去噪法得到的信号和原信号之间的最大误差正比于原信号信噪比的平方关系。该信噪比太小时,shrinkage去噪法因误差太大而无法使用,且现场中周期正弦干扰严重时,去白噪声干扰应置于去除周期正弦干扰之后,以免局部放电信号被误为白噪声给去掉。
3.3 局部放电信号的分层式干扰抑制
上面3种方法可以很好的抑制某一种干扰却无法去除所
有干扰,采用分层式干扰抑制方法可以有效去除各种干扰,并保证能量损失较小。如图2所示
。
图2 局部放电信号的分层式干扰抑制
4 目前在线监测系统存在的问题
尽管变压器局部放电在线监测技术已经发展了几十年,但从成熟产品的角度来考查,国内外的在线监测系统都存在一些共同的问题。
4.1 缺少统一的技术标准
绝大多数局部放电在线监测系统测量原理基本上都是依据离线试验时的IEC270、IEC60270、IEEE 标准或者国家标准,但其产品制造、检验、校正、数据分析判断等都没有在线监测技术标准。目前,国内外正在起草或通过相关的在线测量规程和标准,这将给以后统一技术标准奠定基础。
4.2 设备的可靠运行与维护问题
现在国内很多变压器安装了在线监测装置,但据调查,实际正常运行的只占30%左右,主要有两方面的原因:一是监测
装置本身稳定性较差,其二是操作人员水平偏低,需加强运行人员的在线监测技术培训工作。
4.3 经济效益问题
在线监测能否广泛被推广应用,还需进行投资和效益的综合比较。一般在线监测设备价格不应超过变压器的2%。目前很多监测设备特别是国外设备价格很贵,超过5%,寿命较低,而且运行后还需要加上维护的成本。所以应在分析被监测设备故障的统计概率基础上有选择地安装在线监测设备。□
参考文献:
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(上接第68页)
的工作量,也提高了配电网的自动化管理水平。该系统的电气接线图由手工绘制,采用当前流行的拖放式画法,如图4所示
。
图4 电气图形界面
待继电保护整定计算程序对系统进行分析、对电网整定计算完毕以后,将整定计算结果保存到GIS 图形平台要读取的数据库(GIS ACCESS 中),此时,在以地理栅格图像为底层的图形上,GIS 程序可以根据设备参数和计算结果生成不同的图层
(如点击变电站可以查看设备参数、点击线路可以查看潮流数
据),用户可根据需要显示想看到的图层。
8 结 语
目前,地理信息系统在电力系统中的应用已经进入了实用化的阶段,尤其是组件式GIS 已经成为成为主流。这套利用组件式地理信息系统(GIS )平台对继电保护整定计算的数据进行管理的程序,可以在用户手动输入电气接线图和电气元件的地理参数和电气属性参数后,自动生成电网的地理接线图;在潮流计算、整定计算完成以后,自动将定值结果在地理图形上显示。实现了电网实时信息,电网结构以及设备的运行状态与地理信息的统一,使得继电保护整定计算更加直观,将来还要考虑将管理信息加入进来,实现图形和属性(电气元件的运行状态及其参数)的双重管理功能。希望这是GIS 在电力系统应用中的一种有益的探索。□
参考文献:
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变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布
Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言...................................................................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求 (1) 5 试验项目及要求 (2) 6 检验规则 (3) 7 标志、包装、运输、储存 (4) I
Q/ CSG XXXXX.X-2013 II 前言 为规范输变电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，促进在线监测 技术的应用，提高电网的运行可靠性，特制定本标准。 本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本标准起草单位：广东电网公司电力科学研究院。 本标准主要起草人： 本标准由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本标准自XXXX年XX月XX日起实施。 执行中的问题和意见，请及时反馈给南方电网公司生产技术部。
Q/ CSG XXXXX.X-2013 变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范 1范围 本标准规定了变压器铁芯接地电流在线监测装置的范围、术语、使用条件、技术要求、试验、备品备件、标志、包装、运输、贮存要求等，可作为产品的研制、生产、检验和现场测试的依据。 本标准适用于110kV及以上电压等级的变压器铁芯接地电流在线监测装置的生产、检测、使用和维修。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 191 包装储运图示标志 GB/T 2423 电工电子产品环境试验 GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求 GB/T 16927.2 高电压试验技术第二部分：测量系统 GB/T 17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 DL 393-2010 输变电设备状态检修试验规程 Q/CSG XXXX 变电设备在线监测系统通用技术规范 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1变压器铁芯接地电流在线监测装置 安装在高压设备附近，用于变压器铁芯接地电流特征量连续实时监测的装置。一般由传感器、数据采集和处理模块、通讯控制模块等组成。 4技术要求 4.1通用技术要求 变压器铁芯接地电流在线监测装置的基本功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求应满足《变电设备在线监测装置通用技术规范》。 4.2接入安全性要求 1
主变压器在线监测装置配置分析.
分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。 1.前言 大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。 主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。 2.变压器油色谱在线监测 变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。 该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。 3.变压器光纤测温在线监测 变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个
变压器局部放电试验
变压器局部放电试验内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
变压器局部放电试验 试验及标准 国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图5所示。其试验步骤为：首先试验电压升到U 2下进行测量，保持5min ；然后试验电压升到U 1，保持5s ；最后电压降到U 2下再进行测量，保持30min 。U 1、 U 2的电压值规定及允许的放电量为 U U 2153=.m 电压下允许放电量Q ＜500pC 或 U U 213 3=.m 电压下允许放电量Q ＜300pC 式中 U m ——设备最高工作电压。 试验前，记录所有测量电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的50%。 测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自耦连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端，也应同时测量，并分别用校准方波进行校准。 在电压升至U 2及由U 2再下降的过程中，应记下起始、熄灭放电电压。 在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量Q 。放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。整个试验期间试品不发生击穿；在U 2的第二阶段的30min 内，所有测量端子测得的放电量Q ，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。 如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到此后30min 的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。利用变压器套管电容作为耦合电容C k ，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Z k 。
智能变压器状态在线监测技术方案
智能变压器状态监测系统技术方案 一、智能变压器状态监测系统 智能变压器作为智能变电站的核心组成部分，其建设获得了越来越多的关注。根据现行的标准，智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站互动的变电站。智能变压器在线监测系统是保证变压器正常工作并预估设备的损耗以建立合理的检修计划，智能变压器在线监测系统是实现智能变电站的基础设备之一。 变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化等等，已成为故障发生的主要因素。同时，客观上存在的部分工作人员素质不高、技术水平不够或违章作业等，也会造成变压器损坏而造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。 正因为变压器故障的不可完全避免，对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性。但是，变压器的故障诊断是个非常复杂的问题，许多因素如变压器容量、电压等级、绝缘性能、工作环境、运行历史甚至不同厂家的产品等等均会对诊断结果产生影响。 智能变压器状态监测系统构架如图1-1所示：
变压器油中溶解气体在线监测概要
变压器油中溶解气体在线监测方法研究
摘要 (3) 1. 导言 (4) 2. 国内外发展现状及发展趋势 (6) 3. 变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理 (9) 3.1.变压器常见故障类型 (9) 3.2.变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系 (10) 4. 基于油中特征气体组分的故障诊断方法 (14) 4.1.特征气体法 (14) 4.2.三比值法 (15) 4.3.与三比值法配合使用的其它方法 (17)
摘要 电力变压器是电力系统中最主要的设备，同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一，对其运行状况实时监测，保证其安全可靠运行，具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映设备异常的特征量。如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段，实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测，是本文的出发点。 本文的目标是研究基于油中溶解气体分析（DGA）的电力变压器状态监测与故障分析方法，通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的七种特征气体（氢气H2、甲烷CH4、乙炔C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6、一氧化碳CO、二氧化碳CO2)组分含量在线实时监测，从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。
1.导言 现代社会对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。一方面是单台电力的容量越来越大；另一方面是电力网向着超高压的方向发展，并正组织成庞大的区域性甚至跨区域的大电网。然而，随着电力设备容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也就越来越大。这就要求供电部门在不断提高供电质量的同时，要切实采取措施来保证电力设备的正常运行，以此来提高供电的可靠性。长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标。激烈的市场竞争迫使电力企业面临着多种棘手的问题，例如如何提高设备运行可靠性、如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等。因此，状态检修已成为必然。而状态检修的实现，必须建立在对主要电气设备有效地进行在线监测的基础上，通过实时监测高压设备的实际运行情况，提高电气设备的诊断水平，做到有针对性的检修维护，才能达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的。由此可见，以变压器状态监测为手段，随时对其潜伏性故障进行诊断和预测以及跟踪发展趋势是十分必要的。 对于大型电力变压器，目前几乎大多是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障，其产生的气体量随故障的严重程度而异。由此可见，油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备电气异常的特征量。 溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis简称DGA)是诊断变压器内部故障的最主要技术手段之一。根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，可以通过分析油中7种分析组分H2、C2H2、C2H4、C2H6、CH4、CO和CO2的含量来判断并分析故障。通过从油样中分离出这些溶解气体，并利用色谱技术对其进行定量分析。变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度，所以根据色谱分析结果可以进
变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较
变压器局部放电故障定位几种方法的应用比 较 宋友（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司） 摘要： 介绍了几种变压器局部放电故障定位常用的技术手段，并结合实际现场试验中几种方法的应用情况，对其进行比较。为各种变压器局部放电故障定位方法在现场的有效应用提供参考。 关键字： 变压器局部放电、UHF、超声波、电气定位 引言 目前，对于变压器局部放电故障的确定，已有多种方法可以有效做到。随着近年来计算机技术、数字信号处理技术的迅速发展，检测手段也越来越多，检测设备也越来越检测迅速、使用方便、功能强大。 对于制造厂家和现场试验、运行人员来说，仅仅确定局放故障是否存在是不够的，往往还要确定故障的位置，以便有的放矢的排除或者处理故障。在出厂试验、交接验收试验、预试及运行中迅速查明变压器的内部放电故障位置，对迅速修复故障、保证设备制造质量及安全运行有重要意义，并可以节约大量人力、物力、时间，也是目前国网公司一次设备带电检测的重要组成内容。 局部放电的检测和定位都是根据放电过程中的声、光、电、热和化学现象来进行的，故障定位方法有超声波定位、电气定位、光定位、热定位和DGA定位等。目前，国内外应用比较广泛的是超声波定位法和电气定位法，近几年，一些新的定位方法如UHF定位法也在国内外有较多的研究和应用。本文拟对超声波定位法、电气定位法、UHF定位法进行应用比较，并就实际应用中存在的问题和今后的发展趋势进行探讨。 超声波定位方法 当变压器内部发生局部放电故障时，会产生相应频率和波形特征的超声波信号，放电源成为声发射源。超声波信号在油箱内部经过不同介质传播到达固定在油箱壁上的超声波传感器。对应每一次放电，都会有相应的超声波产生；对应同一次放电，每一个超声波传感器接收到的相应超声波信号之间会表现出合理的、有规律的时差关系。根据到达超声波传感器的相对时差，通过相关的定位算法，就可以计算出局部放电故障点。 局部放电产生的超声波信号到达不同传感器的有规律时差现象分为两种，一种为局部放电电脉冲信号与各超声波传感器收到的声波信号之间的时差，称为电-声时差。第二种为同一次放电各超声波传感器收到的相应超声波信号之间的时差，称为声-声时差。利用两种时差现象可确立两种超声波定位技术：电声定位法（俗称球面定位）和声声定位法（俗称双曲面定位）。 电声定位方法
变压器局部放电的原因分析
变压器局部放电的原因分析 其一，由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电；其二，变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电；其三，如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。 局部放电的危害及主要放电形式 2.1 局部放电的危害 局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。通常情况下局部放电是不会造成绝缘体穿透性击穿的，但是却有可能使机电介质的局部发生损坏。如果局部放电存在的时间过长，在特定的情况下会导致绝缘装置的电气强度下降，对于高压电气设备来讲是一种隐患。 2.2 局部放电的表现形式 局部放电的表现形式可分为三类：第一类是火花放电，属于脉冲型放电，主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电；第二类是辉光放电，属于非脉冲型放电；第三类为亚辉光放电，具有离散脉冲，但幅度比较微小，属于前两类的过渡形式。 3 变压器局部放电检测方法 变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。 3.1 脉冲电流检测法 这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。 3.2 化学检测法 化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强，基本上能够达到不受电磁干扰的程度，也比较经济便捷，还具有自动识别功能；但该检测方法也存在一些缺点：由于生成物的产生过程时间较长，故此延长了检测周期，只能发现早期故障，无法检测突发故障，并且该
变压器在线监测装置
变压器在线监测装置 我厂2X 1000MW 机组2组主变（2x3台单相变）及2台三相一体式起备变变压器配置美 国Server 。n 公司生产的变压器在线监测装置的描述。在该系统装置中，对变压器油中故障 气体（TM8、微水（TMM 、高压套管（TMB 进行在线监测及后台控制，并通过接口与 DCS 连接。 1、TM8/TMM 变压器在线监测装置工作原理 TM8/TMM 变压器在线监测装置是通过油中溶解气体分析（ Dissolved Gases An alysis, 简称DGA 来对油浸电力设备进行监测。因能够及时发现变压器内部存在的早期故障，在以 往的运行维护中消除了不少事故隐患。 其工作原理是：TM8/TMM 1过一台泵来实现变压器油以大约 250ml/m 的流量在变压器 和在线监测仪的萃取系统间循环。 萃取过程不消耗变压器油。油气分离装置气体侧有一个气 密的空间，与油侧的油中气体达到自然平衡。经过一个典型的 4小时采样间隔，大约有 60 升油穿过了萃取系统， 萃取系统中显示的气压反映了变压器中溶解气体的全部气压。 在获得 气样后用载气通过色谱柱后， 通过TCD 获得气体的具体含量。 在色谱柱热区，通过加热的方 式使其温度一直保持在 73 C 。这样能够使测量准确稳定。 TM8/TMM 带有自校验系统，能够 自动或人为进行校验。 TM8/TMM 共测量8种故障气体及微水，包括氢气， 甲烷，乙炔， 乙烯， 乙烷，一氧 化碳， 二氧化碳和氧气。 TM8也能对氮气及总烃报数，是唯一全面符合中国标准的 DGA 2、 TMB 容性设备绝缘在线监测系统工作原理 TMB 容性设备绝缘在线监测系统，对电流互感器（ CT ）、套管（Bushing ）、耦合电容器 （OY ）以及电压互感器（PY ）、CVT 等进行在线监测，能够发现套管存在的绝缘问题。 本系统利用高灵敏度电流传感器， 不失真的采集电力设备末屏对地的电流信号， 同时从相应 的PT 取得电压信号，通过对数字信号的运算和处理，得出介质损耗和电容量等信息。最终 利用专家系统，全方位的分析、判定、预测电气设备绝缘系统的运行状况。 其主要功能是 1. 实时或者周期性监测高压套管的介质损耗和等小电容； 2. 环境温度、湿度变化趋势以及相应的监测结果的修正； 3. 自动跟踪电容及介质损耗变化并分析其趋势； 4. 报警功能 On-Line Transformer Monitor tmcior Id Ctiromatography Column helium TjiUi vm TMnmi Delxcbor ComnuriitjllQfis
变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题_唐志国
文章编号：1674-0629(2008)01-0036-05 中图分类号：TM761 文献标志码：A 变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法 的关键问题* 唐志国，李成榕，常文治，王彩雄，盛康 （电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，华北电力大学，北京 102206） The Partial Discharge Location Technology of Power Transformer and the Key Issues of Newly Developed UHF Method TANG Zhi-guo, LI Cheng-rong, CHANG Wen-zhi, WANG Cai-xiong, SHENG Kang (Key Laboratory of Power System Protection and Dynamic Security Monitoring and Control, Ministry of Education, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract：As an effective resort of finding potential insulation defects of power transformer in its early stage, the partial discharge (PD) detection technology has gained great breakthrough on the issue of anti-interference with the introduction of UHF method. This paper summarized the present status and characteristics of several important PD detection and location methods, pointing out some key problems of PD location using the newly developed UHF approaches in its current circumstances of development. Key words：power transformer; partial discharge; detection; location; UHF method 摘要：局部放电检测作为一种发现潜在绝缘缺陷的 早期预警技术，近年来由于UHF方法的引入而在抗 干扰方面取得了一定的突破。本文概述了几种主要 的电力变压器局部放电检测和定位方法的现状和特点，并针对新兴的UHF局放检测和定位技术的发展 情况，指出了该方法应重点解决的关键技术问题。 关键词：电力变压器；局部放电；检测；定位；UHF方法 大量故障统计表明，在电气设备故障中绝缘故障一直占有较高的比重[1-4]。发生绝缘故障的原因主要是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿[5]。局部放电检测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现设备内部的绝缘缺陷，从而预防潜伏性和突发性事故的发生。20世纪70年代，IEC为此制定了专门的标准，并做了多次更新[6,7]，发展电力设备的状态维修已经成为一种必然趋势[8-10]。 准确地局部放电定位是实现状态维修的重要前提之一。探索更加有效的定位方法是当今电力工业的当务之急。 1 变压器局部放电检测方法综述 对变压器局部放电有脉冲电流法、超声波法、射频检测法、特高频法、光测法、化学检测法以及红外检测法等多种检测方法[11,12]。 （1）脉冲电流法。局部放电造成电荷的移动并在外围测量回路中产生脉冲电流，通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。该方法一般是检测脉冲电流信号的低频部分，通常为数kHz至数百kHz（至多数MHz）。目前，脉冲电流法广泛用于变压器型式试验、预防和交接试验、变压器局部放电实验研究等，其特点是测量灵敏度高、放电量可以标定等。 （2）射频检测法。射频检测法属于高频局部放 * 长江学者和创新团队发展计划资助。
变压器局部放电试验方案
变压器局部放电试验方案批准：日期： 技术审核：日期： 安监审核：日期： 项目部审核：日期： 编写：日期： 2017年4月
1概述 变压器注油后已静置48小时以上并释放残余气体，且电气交接试验、油试验项目都已完成，并确认达到合格标准。 2试验地点 三明110kV双江变电站 3试验性质：交接试验 4试验依据 DL/T417-2006《电力设备局部放电现场测量导则》 GB1094.3-2003《电力变压器第三部分：绝缘水平绝缘试验和外绝缘空气间隙》GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》 Q/FJG 10029.1-2004《电力设备交接和预防性试验规程》 合同及技术协议 5试验仪器仪表 6、人员组织 6.1、项目经理： 6.2、技术负责： 6.3、现场试验负责人及数据记录：黄诗钟 6.4二次负责人： 6.5、试验设备接线及实际加压操作负责人： 6.6、专责安全员： 6.7、工器具管理员： 6.8、试验技术人员共4人，辅助工若干人 6.9、外部协助人员：现场安装人员，监理，厂家及业主代表等人员
7试验过程 7.1试验接线图（根据现场实际情况采用不同的试验原理图） 7.2试验加压时序 图2中，当施加试验电压时，接通电压并增加至 U3,，持续5min ，读取放电量值；无异常则增加电压至U2，持续5min ，读取放电量值；无异常再增加电压至U1，进行耐压试验，耐压时间为（120×50/?）s ；然后，立即将电压从U1降低至U2，保持30min （330kV 以上变压器为60min ），进行局部放电观测，在此过程中，每5min 记录一次放电量值；30min 满，则降电压至U 3，持续5min 记录放电量值；降电压，当 图1变压器局部放电试验原理图 图2 局部放电试验加压时序图
配电变压器的在线监测技术
配电变压器的在线监测技术 方案，提出了基于全球移动通信系统GSM （Global System for Mobile communication）短信技术的配电变压器在线监测系统的设计方案。 关键词：配电变压器;在线监测;GSM;DSP 配电变压器在线监测系统是一个信息集中管理系统，信息采集点是配电变压器，采集对象为配电变压器各项运行数据。系统主要组成为现场终端、通信信道和主站中心平台。以下将对配电变压器监测终端、信道传输及功能进行系统的阐述，并对本系统的功能做一个详细的归纳。其中信道传输作为重点研究对象。 一、配电变压器监测终端 监测终端部分的硬件系统由数据采集和信号处理两部分组成。 1.1数据采集部分 数据采集部分由信号转换与调理电路、采样同步控制电路、A/D转换电路组成。采集模式为220V三相交流电压，5A三相交流电流共六路通道同步采集，A/D采样并行输出。采用同步锁相系统控制采样频率，使采样频率和信号基波频率同步变化，可消除频率泄漏。 首先系统通过电流互感器和电压互感器采集配电变压器运行中实时电流信号和电压信号，然后经过放大，低通滤波等信号调理模块送人A/D转换器，把模拟量转换为数字信号送入数字信号处理器（DSP）。如图1所示： 图一 A/D转换器电路以及型号选择： A/D转换器选用ADS7864。ADS7864具有6个输入通道，每个通道都带有一个采样保持
器，内部与两个独立的逐次比较转换器，可以同时进行2个通道的转换。输出具有FIF0，为二进制补码。 1.2数据的处理部分 本设计的DSP芯片选用VC5409作为监测终端数据处理部分的核心。该芯片属于美国TI 公司生产的54XX系列DSP中的一款，这一系列的芯片具有相同的内核结构，只是配置了不同的片内存储器和片上外围设备。 数据信号处理器（DSP）的优点 DSP控制器具有用于高速信号处理和数字控制功能所必要的结构特点，同时还具有单片电机控制应用所需的外设功能.DSP内核具有高性能的运算能力，使得其芯片可以对复杂的控制算法进行实时运算。 二、信道传输 2.1传输方式的选择 我国的通信系统主要有以下几种通信方式：电力载波通信、光纤通信、微波通信、电话拨号、普通电台无线通信等。其各自的特点见下表： 图2 配电网通信方式性能比较 所以根据以上的分析，以及我国通信系统的现状，利用全球移动通信系统GSM公众无线通信网的SMS服务传输远程数据具有一次投入少、运营成本低、可靠性高、免维护的特点，可以作为有配电网在线监测系统的主要通信方式。 系统网络如图3所示，主要由终端检测设备、终端设备通信模块、GSM通信网络、通信管理器、管理工作站组成。 2.2数据的发送 众所周知现有的GSM网络技术十分的稳定，现在的GSM系统能提供多种不同类型的业务，
电力变压器局部放电试验目的及基本方法
一变压器局部放电分类及试验目的 电力变压器是电力系统中很重要的设备，通过局部放电测量判断变压器的绝缘状况是相当有效的，并且已作为衡量电力变压器质量的重要检测手段之一。 高压电力变压器主要采用油一纸屏障绝缘，这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当，造成局部场强过高、工艺不良或外界原因等因素造成内部缺陷时，在变压器内必然会产生局部放电，并逐渐发展，后造成变压器损坏。电力变压器内部局部放电主要以下面几种情况出现： (1)绕组中部油一纸屏障绝缘中油通道击穿； (2)绕组端部油通道击穿； (3)紧靠着绝缘导线和电工纸（引线绝缘、搭接绝缘，相间绝缘）的油间隙击穿； (4)线圈间（匝间、饼闻）纵绝缘油通道击穿； (5)绝缘纸板围屏等的树枝放电； (6)其他固体绝缘的爬电； (7)绝缘中渗入的其他金属异物放电等。 因此，对已出厂的变压器，有以下几种情况须进行局部放电试验： (1)新变压器投运前进行局部放电试验，检查变压器出厂后在运输、安装过程中有无绝缘损伤。 (2)对大修或改造后的变压器进行局放试验，以判断修理后的绝缘状况。 (3)对运行中怀疑有绝缘故障的变压器作进一步的定性诊断，例如油中气体色谱分析有放电性故障，以及涉及到绝缘其他异常情况。
二测量回路接线及基本方法 1、外接耦合电容接线方式 对于高压端子引出套管没有尾端抽压端或末屏的变压器可按图1所示回路连接。 图1：变压器局部放电测试仪外接耦合电容测量方式110kV以上的电力变压器一般均为半绝缘结构，且试验电压较高，进行局部放电测量时，高压端子的耦合电容都用套管代替，测量时将套管尾端的末屏接地打开，然后串入检测阻抗后接地。测量接线回路见图2或图3。 图2：变压器局部放电测试中性点接地方式接线
变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果
变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果 【摘要】变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，在变压器故障和诊断中单靠电气试验方法往往很难发现某些特殊局部部位的故障和发热隐患，色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。本文论述了变压器故障诊断及色谱分析诊断的原理，阐述了MGA2000—6系统的工作原理和技术特点及应用情况。 【关键词】在线监测变压器绝缘油色谱分析 1引言 在现代电气设备的运行和维护中，变压器是电力系统的主要设备之一，因结构复杂，影响安全运行的因素较多。变压器在线监测系统通过油色谱分析、微水分析、温度的热效应等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题。 与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，信息量的处理和识别依靠有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。 2变压器故障诊断 变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，对检测结果进行综合分析和评判，根据DL/T596—2005《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目，各种介质损耗因数的测量作为作为设备状态诊断和检测项目的关键具有重要意义。 目前，电力系统中采用了大量的充油电气设备，采用电气试验的方法对电气设备的绝缘情况进行检测是一个有效的方法。由于有一些设备的早期潜伏或局部故障，如变压器铁心多点接地，变压器内部线圈轻微匝间短路和比较轻微的放电等故障，受试验条件所限，采用电气试验的方法常常检测不出来，但是，如果采用色谱分析方法，对这些设备的绝缘油中溶解的气体进行检测分析，就可以检测出设备故障的所在。
变压器局部放电在线监测装置检验规范-(终稿)
变压器局部放电在线监测装置检验规范 1 范围 本规范规定了变压器局部放电在线监测装置的专项检测项目、检验条件、检验内容及要求和检验结果处理。 本规范适用于变压器局部放电在线监测装置的型式试验、出厂试验、交接试验和运行中试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16927 高电压试验技术 GB 7354-2003 局部放电测量 DL/T 356-2010 局部放电测量仪校准规范 3 检验项目 变压器局部放电在线监测装置专项试验项目包括一致性测试、通用技术条件试验、传感器频响特性检验、系统灵敏度检验、系统有效性检验和抗干扰性能试验。 4 检验条件 除环境影响试验和抗谐波干扰试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行： a)环境温度：+15?C～+35?C； b)相对湿度：45%～75%； c)大气压力：80kPa～110kPa； d)电源电压：单相220×（1±10%）V； e)电源频率：50Hz±0.1Hz； f)电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%； g)标准信号源：标准波形脉冲上升沿(10%~90%上升时间)约为1ns，半波时间为50ns， 幅值稳定度±5%，脉冲重复频率为50-200Hz可调。 对于高压检验试验，还应该满足以下试验条件： 1
a)试品的温度与环境温度应无显著差异； b)试验场所不得有显著的交流或直流外来磁场影响； c)试验场地必须具有单独工作接地和保护接地，设置保护栅栏； d)试品与接地体或邻近物体的距离，应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离 的1.5倍； e)构建吉赫兹横电磁波测量小室（GTEM测量小室）。 5 检验内容及要求 5.1一致性测试 5.1.1通信模型检测 a)检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性； b)检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与《变压器局部放电 在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性； c)检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义 位置及数量与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性。 5.1.2数据传送功能检测 a)通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传； b)通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据； c)通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传； d)所有遥信、遥测数据应具备品质、时标等信息； e)装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。 5.1.3谱图文件格式检测 装置生成的谱图文件应符合《变压器局部放电在线监测装置技术规范》的谱图文件格式要求。 5.1.4时间同步检测 a)装置应采用SNTP协议实现网络对时； b)用于事件时标的时钟同步准确度应为±1ms。 5.1.5通信自恢复能力检测 装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正
变压器在线监测与故障诊断技术研究
变压器在线监测与故障诊断技术研究 摘要：分析了油色谱分析的原理，然后介绍色谱分析判断变压器故障方法，最后使用油色谱技术监测与诊断变压器。 关键词：状态检修；在线监测；故障诊断；油色谱分析； 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0237-02 Studies on On-line Monitoring System and Fault Diagnosis of the Transformer GUO Wen-liang， Hu Yi （State Grid Beijing Maintenance Company，Beijing 100000， China） Abstract：the principle of chromatographic analysis is analyzed， Then， the transformer fault diagnosis method is introduced， Finally， the use of chromatographic analysis to monitor and diagnose transformer Case is introduced. Key words：condition-based maintenance；on-line monitoring； fault diagnosis；Chromatographic analysis；
运行中的变压器，发生外部故障时，我们可以观察到，但其内部发生故障、病变，就很难监控，但变压器内部的油，是可以采集到的。绝缘油老化、变质会分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氢气H2等，通过对变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，有助于及早发现和消除存在的安全隐患，确保变压器的安全运行。 1油色谱分析基本原理 在新绝缘油的溶解气体中，除了含有氮气（约70%）和氧气（约30%）以及二氧化碳（0.3%左右）气体外，并不含有C1 C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下，由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，通过分析油中溶解气体含量及其增长速度，
TCDS变压器在线监测完整系统技术规范
TCDS变压器综合监测与专家诊断系统 技术规范 一.系统概述 TCDS变压器综合监测与专家诊断系统是一套针对110kV及以上电压等级的变压器在线监测与诊断的完整解决方案，适用于110kV及以上电压等级的电力变压器、套管等高压电器设备的运行状态监测与诊断。该系统采用分布式结构、就地测量、数字传输。只需在被监测设备上安装智能化的本地监测单元，即可实施就地测量，并通过现场RS485通信把监测数据传送到中央监控器（CU，主机），中央监控器再通过RS485总线与局域网相连。用户（PC机）利用局域网可随时获取监测数据和诊断结果。在软件架构方面，采用模型-视图-控制器模式（MVC）设计，成功开发出了一套针对油浸式变压器运行状态的自动智能诊断与人工干预诊断（专家诊断）相互验证的诊断系统。系统实现数据显示、故障预警、故障诊断功能。监测缺陷发展趋势，揭示故障本质，提供措施建议。 该系统对于存在异常征兆的变压器做到早发现、早分析、早诊断、早处理，避免事故发生，从而提高电力设备的运行可靠性与安全性。 二.系统组成及原理 1.系统组成 本系统由下列监测单元组成： 1)变压器铁芯接地电流监测装置；
2)变压器套管介损tanδ、电容电流及电容量监测装置； 3)变压器综合监测单元（含变压器负荷、分接开关、风机、油泵）； 4)变压器局部放电在线监测装置； 5)变压器油色谱在线监测装置； 6)环境监测装置； 7)智能柜柜体（含工控机、空调）。 2. 系统测量单元接线系统图 套管母线PT套管母线PT套管母线PT 三.系统基本使用条件 3.1.使用环境 1)工作环境温度：-30℃～＋65℃； 存环境温度-40℃～＋80℃ 相对湿度：日平均最大相对湿度为95％； 2)大气压力：80kPa～110kPa（相对于海拔高度为2km及以下）； 3)太阳辐射强度为0.1w∕cm2。
变压器局部放电在线监测技术
变压器局部放电在线监测技术 目录 目录 (1) 前言 (2) 1在线监测方法 (2) 1.1超声监测法 (2) 1.2光测法 (3) 1.3电脉冲法 (3) 1.4射频监测法 (3) 1.5超高频监测法 (3) 2在线监测监控技术 (4) 2.1.1现场噪声的抑制 (4) 2.1.1.1 周期性干扰的抑制 (4) 2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制 (5) 2.1.1.1.3白噪声干扰的抑制 (5) 2.1.2局部放电模式识别 (5) 2.1.3局部放电定位技术 (6) 3结束语 (7) 结论 (7) 致谢 (7) 参考文献 (7)
前言 近年来 , 随着电力系统的快速发展 , 变压器的容量和电压等级不断提高 , 运行中的安全问题也越来越受到重视。在变压器所发生的故障中 , 绝缘问题占很大的比重 , 因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测 , 确保运行中变压器的安全。 局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段 , 无论是检测理论还是检测技术 , 近年来都取得了较大的发展 , 并在电厂和电站中得到了实际应用。 相对传统的停电局部放电检测 , 在线局部放电检测可以长时间连续监测变压器局部绝缘放电情况 , 在放电量达到危险时 , 及时停机做进一步的检查 , 因此在检修工时和经济效益等方面有很大的优势 , 是目前惟一的一种有效避免变压器突发性事故的监测手段。在线局部放电监测反映的是变压器实际工作状态下的绝缘放点情况，比离线检测更符合设备的实际运行工况。 1在线监测主要方法 根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，相应出现了电脉冲检测法超声波检测法、光测法及射频检测法和UHF超高频检测法。、 1.1超声监测法 用固体在变压器油箱壁上的超声传感器接收变压器内部局放产生的超声波来检测局放的大小和位置。通常采用的超声传感器为电压传感器，选用的频率范围为70-150kHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。超声检测法主要用于定性判断是否有局放信号，结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。近年来，由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高。 1．2光测法 光测法是利用局部放电产生的光辐射进行检测。在变压器油中，各种放电发出的光波不同，光电转换后，通过检测光电流的特征可以实现局放的识别。虽然是实验室中利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展。但由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低在实际中并未直接使用。尽管如此，光纤技术作为超声技术的辅助手段应用于局放检测，将光纤伸入变压器油中，当变压器内部放生局放时，超声波在油中传播，这种机械力波挤压光纤，引起光纤变形，导致光纤折射率和光纤长度发生变化，从而光波被调制，通过适当的解调器即可测量出超声波，实现放电定位。
变压器在线监测装置配置分析
分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。 1.前言 大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。 主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。 2.变压器油色谱在线监测 变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。 该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。 3.变压器光纤测温在线监测 变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个变压器的油箱内平均油温的变化，很难反映出绕组温度的快速变化。 光纤测温系统能实时直接地测量绕组热点温度，分布型光纤传感系统测温精度可达1度，非常适合于大型变压器绕组在线测量。其基本原理是将具有一定能量和宽度的激光脉冲耦合到光纤，它在光纤中传输，同时不断产生背向信号。因背向散射光状态受到各点物理、化学效应调制，将散射回来的光波经检测器解调后，送入信号处理系统，便可获得各点温度信息，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。这根光纤可数公里长，光纤可进入变压器绕组内。 4.变压器铁芯接地在线监测 变压器铁芯是电—磁—电转换的重要环节，是变压器最重要的部件之一。变压器在运行中，因铁芯叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因，造成铁芯片间短路，而导致放电过热和