摘要:我国科技事业开始迈入快速发展时期,科技产品可谓是日新月异。在科技飞速发展的背后,离不开强大的电网支持。电子产品对电力的要求越来越高,加上电子产品数量不断激增,为了增强电网的变输电能力,电力企业不得不提高电网电压,降低线损。但电压提高的同时,也会伴随着局部放电现象的发生,损坏绝缘体和其他电力设备。
关键词:电力变压器;局部放电检测技术;现状和发展
引言:
在电力进行远距离送电的过程中,将电压提升再进行输送是无法避免的,但也出现比较明显的局部放电问题,这种局部放电问题是电网稳定运行的主要干扰因素。电力企业想要电网稳定运行,必须充分应用现有的各种变压器局部放电检测技术,减少局部放电带来的危害。
一、局部放电检测技术发展历史
(一)带电测试时期
在二十世纪七十年代,高压交变电输电技术已经开始运用到长距离高压电网输送中了,但由于当时的检测设备简陋,加之技术不完善,二十世纪七十年代一般采用带电检测的方式来对局放故障进行直接测量。这种带电检测的方式不仅设备简陋,精度低,测试的项目种类少,测量出来的数据混乱无法形成系统结果,加之使用人工进行直接检测,容易触发人员伤亡事故。
(二)数字化测量技术
在二十世纪八十年代中期,得益于电子计算技术的成熟,许多带电测试仪器开始出现。这些带电测试仪器的出现,结合了将电信号转化为数码信号的传感器,打破了七十年代的直接接入回路测试。二十世纪八十年代中期,已经可以使用传感器将测量参数转化,而无需要人工将测试仪器接入回路中。
(三)自动化数字监测技术的加入
在二十世纪九十年代开始,计算机技术已经开始从军用转向民用,电子计算机也开始往高度集成化,小体积化的方向发展。得益于计算机技术的成熟与互联网技术的发展,在局部放电检测技术中慢慢有了电子计算机的加入。电子计算机的加入使得更多的绝缘在线参数监测得到了实现,传感器技术和数字波形采集技术的再次突破,局部放电监测技术开始向自动化,全天候化的方向发展。
二、局部放电监测技术在当今的应用技术
(一)脉冲电流检测法
脉冲电流检测法在变压器局部放电检测应用比较常见,因为应用的时间比较长,技术体系也发展得比较成熟。但是脉冲电流检测法有明显的弊病,变压器电容较大时,会使得测量结果偏差较大,当试样的检测频率低于1MHZ时,测试结果误差明显。同时因为现场工作的干扰原因,现场检测不易获得较为精确的结果。但是在离线状态下,能够取得较为理想的数据。脉冲电流法的主要原理为:将试品等效为一个电容,经过耦合电容将试样接引至相关传感器上,在局部放电时,传感器能够测出试品两端的瞬间电压变化,从而测定局部放电的程度。
(二)超声波检测法
超声波检测法属于常见的物理检测方法,局部放电的过程中会产生明显的超声波,通过超声波传感器收集变压器附近的超声波数据,从而确定变压器是否存在局部放电现象。
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超声波检测法也有明显的弊病,超声波检测法只能够测出一个大概的范围值,无法对局放位置进行物理定位,一般超声波检测法只用于辅助检测,通过与脉冲电信号检查法结合,能够对局放物理位置进行良好的定位。
(三)红外检测法
红外测量法在对局放位置处于变压器外围结构上的故障有良好的检测效果,但是在实际操作中,变压器的结构是多层而且复杂的,面对变压器内部的局放现象,红外检测法便无能为力了。
红外检测法的原理是利用局放过程中,会产生明显的热效应,热效应会以红外线的方式辐射出来,利用红外线传感器收集红外线数据,能够很好检测到故障位置。红外线检测方法有明显的优点,手持红外检测设备能够在距离故障试品一定距离外进行检查工作,红外检测设备不易受到电磁干扰,数据准确,对于变压器冷却装置故障,套管故障,导体连接不良等等故障有良好的检查效果。
(四)光检测法
变压器发生局放现象时,会伴随着光辐射的扩散,利用光辐射收集仪器收集局放故障发生的光辐射,经过设备的转换,形成可视化的检测数据。光辐射在实际应用中有明显的缺点,第一,光辐射检测仪器价格昂贵,容易损坏。第二,变压器结构复杂,内部发生局放故障难以通过光检测法检测。
由于光检查法有着明显的缺点,经过这几年许多专家学者的研究和改进,光检测法结合声检测法的新型声-光检测法进入了人们的眼球。声-光检测法利用声波压迫光纤,使得光纤变性,进而测得局部放电数据。
(五)超高频检测法
超高频检测法是最近几年最为热门的检测技术,也是最被人看好的检测技术,这项技术也被称作UHF检测技术。UHF检测技术的原理是利用局放故障发生的超高频信号进行故障位置的测量与定位,通过超高频传感器的数据收集功能,能够在一定程度上反映变压器的局放情况。
超高频检测技术有着其他技术无法比拟的优点,其一,超高频检测技术使用的频率不在常规电气干扰频率中,避开了常规干扰频率容易获得较为准确的数据。其二,UHF技术检测的频带比较宽松,通过不同频带的设置,能够获得较为精确的数据。其三,设备价格适中,成本较低。
三、变压器局部放电检测技术发展趋势
由于脉冲电流法,光检测法,红外检测等等传统方法有着明显的缺陷,在UHF检测技术诞生后,传统的检测技术便开始慢慢退出舞台。在未来,UHF检测技术将会是局放检测技术的重点发展方向,结合人工智能AI技术,云计算,自动化技术,将计算机技术融合到局放检测系统中,形成全自动化全天候检测体制将会是未来发展的大方向。
四、结束语
在变压器发生的电力故障中,局放造成的电力故障占据了变压器故障次数中的大头,可见想要提高变压器工作的稳定性,就必须有效地解决变压器局放问题。本文阐述了当下常用的几种局放检测技术,并且对变压器局放检测技术进行了展望,希望能够给予相关工作人员一定启发和帮助。
参考文献:
[1]孙兴华.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].科技创新导报,2017(11):73-74.
[2]孙晓凤,陈伟宇.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].科学中国人,2017(14).
论文作者:梁晏山
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签:局部论文; 变压器论文; 检测技术论文; 故障论文; 技术论文; 光辐射论文; 超声波论文; 《电力设备》2018年第21期论文;