Page 41 - 电力与能源2023年第五期

唐 楠，等：基于局放和振动监测技术的特高压变压器综合在线监测系统研究 463

术使被监测状态量越来越多、允许处理的数据量 状态参量值；综合监测单元负责汇集所有传感单
也越来越大 。目前电力系统中的变电设备已或 元的监测数据，并进行多参量综合分析和预警；综
［2］
多或少地运用到了在线监测方法。常用的变压器 合监测后台负责展示变压器运行状态和预警信
在线监测方法 主要有：油中溶解气体分析法、局 息，同时综合监测单元再通过统一通信协议将监
［3］
部放电检测法、测量直流电阻法、油或纸的酸性和 测数据、预警信息上传至站控层服务网关机、综合

湿度检测法、极化波谱图和恢复电压法、低压脉冲 应用主机和前置服务器。
法、绕组温度指示法、振动分析法、热成像图法、频 1.1 传感单元
率响应分析法、铁心夹件泄漏电流检测法等。文 1.1.1 局放传感单元
献［4］提出了一种利用温度、噪声以及渗油传感器 变压器内部绝缘在运行中长期承受工作电压
实现对变压器动态监测的在线监测系统及方法。 作用。随着电压等级的升高，绝缘承受的电场强

文献［5］介绍了变压器油色谱在线监测系统工作 度值不断增大，在绝缘薄弱处很容易产生局部放
原理、巡检维护和装置故障及异常处理。文献［6］ 电。产生局部放电的原因有：电场过于集中于某
研制了一套基于振动信号的干式变压器状态监测 点，或某点电场强度过大，如固体介质有气泡，杂
与故障诊断系统，并详细介绍了装置的组成结构 质未除净等；油中含水、含气、有悬浮微粒；不同的
［8］
和工作原理，以及系统架构和主要功能。文献［7］ 介质组合中，在界面处有严重电场畸变 。
介绍了 TM8 系列特高压变压器油中气体色谱在 （1）局放监测技术。局部放电是一种脉冲放
线监测仪。虽然关于变压器监测方法的研究有很 电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系列

多，但是实际应用于特高压变压器的在线监测系 的光、声、电气和机械振动等物理现象和化学变
统比较片面、单一，不能满足多功能、多状态实时 化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学
监测的要求。 变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测
为此，本文提出一种基于局放和振动监测技 信号。随着科技的进步，超声波、高频电流及特高
术的特高压变压器综合在线监测系统，该系统在 频检测技术被运用到了变压器局部放电检测中，
［9］
常用的油色谱等在线监测方法的基础上，综合运 这些检测技术相比传统检测技术更灵敏便捷 。
用高频局放检测、超声局放检测以及振动检测等 高频检测法采用卡扣式结构的高频传感器，
方法对特高压变压器进行全面实时监测，及时发 安装便捷，能够检测高频电磁波信号，检测范围较
现设备的潜在故障和突发性故障，为检修消缺提 大，不受空气中电晕干扰影响，对各种缺陷均敏
供相关依据，保障特高压电网的安全稳定运行。 感，检测灵敏度高。
超声波检测法用磁吸固定件将超声传感器固
1 特高压变压器综合在线监测系统组成
定在电力设备外壁上，将传感器采集的超声波信
特高压变压器综合在线监测系统是一个集数 号转换为电信号进行测量。该检测法抗电气干

据采集、状态分析、工况报表、综合诊断与预警为 扰，对自由颗粒缺陷和金属件的振动较为敏感，在
一体的多功能系统。该系统通过计算机技术与通 靠近缺陷部位时，检测灵敏度高，定位准确。
信技术采集和发送变压器运行中的各类运行参数 （2）多源分离技术。变压器等电力设备内部
和监测数据，由计算机软件对其进行综合分析，从 往往存在多处放电缺陷，在设备高压出线的套管
而得到特高压变压器的运行状态指标，实现对变 端部或临近区域也多存在放电型干扰，这样传感

压器的实时监测。 器检测到的多源叠加信号会使其统计特征消失，
特高压变压器综合在线监测装置由传感单 造成无法正确地诊断故障类型。聚类多源分离技
元、综合监测单元、综合监测后台三部分组成。其 术可以准确地将多种类型的放电信号分离，并可
中，传感单元负责采集变压器高频、超声、振动等 对分离后的放电信号分别进行诊断，解决了多源