Page 42 - 电力与能源2023年第五期

464 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

叠加影响类型诊断的问题。 器附近，将变压器对应相上的高频局放传感单元、超
（3）频带滤波技术。变压器综合在线监测系 声局放传感单元和振动传感单元数据通过局放和振
统提供了多种频带的滤波功能，可根据现场的实 动监测通道接入监测柜，并通过以太网与通信主机
际干扰情况自行设置，有效滤除现场多种类型的 完成通信。传感单元与综合监测单元之间通过有线
干扰信号。频带滤波技术相比于传统的硬件带 方式通信，支持 RS-485/RS-232或模拟量（N/BNC/

通/带阻滤波技术具有更强的实用性、灵活性。 TNC/SMA）接口；综合监测单元具备多发能力，将
1.1.2 振动传感单元 监测数据实时上传至综合监测后台、前置服务器、服
变压器的振动主要取决于铁心受磁致伸缩影响 务网关机、综合应用主机等。
［6］
产生的振动和绕组受电磁力作用而产生的振动 。 1.3 综合监测后台
对于存在冷却装置的变压器，风扇及紧固件等冷却 综合监测后台运行在控制电脑上，其运用综
结构的振动也会通过支撑单元传递至变压器外表面。 合预警技术对采集的多种特征参量等数据进行分

在正常运行条件下，变压器具有一个固有的自然振 析判断，分类识别故障类型，对变压器内部电气故
动水平。当紧固螺钉变松或出现变化，或由于短路、 障发出有效预警。
绝缘老化等造成绕组或引线结构发生偏移、扰动时， 1.3.1 功能特点
设备振动便会加剧。振动分析法就是一种用于监测 （1）系统支持振动、可听声纹、高频局放、接地
这种故障的有效方法 ［10-11］ 。 电流、超声局放、特高频局放、射频局放、红外测
变压器综合在线监测系统可以通过高灵敏度 温、油色谱等多种检测方式和传感器的数据接入。

的振动传感器获取变压器非正常工况下的振动数 （2）系统具备局部放电幅值、单位时间局部放
据。系统后台对接收到的数据进行抑制干扰、去 电脉冲次数、铁心接地电流值、振动与可听声纹幅
噪、放大识别，开展频谱分析并提取其奇偶次谐波 值、红外测温、油色谱气体组分含量等特征参量实
比、高频能量比、频谱复杂度等多种特征参量，然 时显示功能以及单一参量变化趋势，同时具备局
后结合振动幅值等参量对变压器内部绕组松动、 部放电相位分辨的局部放电（PRPD）和相位分辨
铁心松动、放电等运行缺陷进行有效判别与预警， 的脉冲序列（PRPS）谱图、振动与可听声纹时域波

实现变压器故障的自动预判与诊断。 形、频谱图显示功能。
（1）高性能振动传感器。系统采用高精度测 （3）系统具备高频、特高频、射频、超声局放、
量用压电陶瓷式加速度传感器，其优点在于测量 振动、声纹、油色谱、红外等多参量、多通道同步实
频带宽、灵敏度高并具有良好稳定的长期振动测 时显示对比分析功能。
试性能。传感器可根据现场实际要求，采用磁座 1.3.2 故障类型诊断
式安装方式。 系统构建包含各种典型放电类型、各个发展

（2）故障预警与诊断技术。 阶段的放电信息指纹库，是一套准确高效的局部
1）特征选取。选取的特征量包括：奇偶次谐波 放电类型自动诊断识别软件。软件能够对局部放
比、高频能量比重、频谱复杂度、振动加速度幅值。 电缺陷类型进行准确诊断，并结合缺陷放电诊断
2）振动特征数据库。系统建立了振动特征数 类型、放电单位脉冲数、放电幅值等多个特征参量
据库，形成了特征样本的统计分析，将振动的动态 制定一整套的缺陷放电预警方案，实现了强干扰

数据特征与故障诊断知识库进行比对，划定了异 环境下局部放电缺陷的准确诊断和基于放电发展
常特征分布区间，依据故障判定规则来判断设备 阶段的状态评估和预警。
的运行状态、故障类型和性能情况。 1.3.3 故障综合预警分析
1.2 综合监测单元 系统在多检测方式融合预警策略中，将故障
综合监测单元（户外监测柜）按相别布置在变压 诊断过程分为物理征兆的识别与故障部位的确定