[發明專利]一種電聲聯合的變壓器局部放電帶電檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201611177627.X
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106841937A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 金云奎;馮勝磊;李聲俊;陳皓;李國;張曉川;李士棟;李婷
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司泰安供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 黃海麗

技術領域

本發明涉及一種電聲聯合的變壓器局部放電帶電檢測方法及系統。

背景技術

在電力系統中，變壓器所發生的故障主要是絕緣故障，即使是一些非絕緣性的原發性故障大多數也會隨著故障的加劇而演變成為絕緣故障，變壓器的絕緣性能的下降和劣化不是一種因素造成的，而是在電、磁、熱環境中多種因素互相共同作用的結果。局部放電不僅是變壓器絕緣下降的重要原因，而且也是其絕緣下降劣化的主要表征和表現形式，即隨著局部放電量的增加，會在油紙、紙板等固體絕緣上面留下逐漸加深的損傷痕跡，而且隨著局部放電進一步加深，會在變壓器內部固體絕緣上形成明顯的損傷痕跡。這些損傷是由變壓器內部繞組導線絕緣表面發生局部放電逐步向外發展，逐漸演變的結果。其局部放電的發展演變，不僅會引起變壓器內部絕緣下降和劣化，同時絕緣的劣化會引起匝間絕緣發生大面積擊穿燒毀故障，嚴重時可能引起匝間、層間短路故障發生嗎，并引起變壓器燒損以至于大面積停電事故的發生，帶來巨大的經濟損失和社會影響。

目前，局部放電檢測依舊是能夠及時發現并反映變壓器內部絕緣可能存在故障的重要手段，尤其對突發性的故障早期發現要比介質損耗測量、油中氣體分析等方法有效，其便于工作人員采取有針對性的處理措施，預防潛伏性、突發性的惡劣事故發生。

變壓器內部絕緣的檢測主要還是依據局部放電過程中的產生的現象和特征參數，通過對特征量的采集、傳輸、分析以對局部放電現象進行定性的分析，來反映出變壓器的局部放電狀態。變壓器在局部放電中會產生一系列的光、聲、電磁波和機械振動等物理和化學變化，表現為脈沖電流、氣體生成物、光、超聲波、電磁波和能量損耗等，依據不同的表現現象可以使用不同的檢測方法，如脈沖電流法，氣相色譜化學檢測法、光檢測法、超聲波檢測法、超高頻電磁波檢測法等。

在常用的幾種局部放電檢測方法中，脈沖電流法主要檢測脈沖電信號的低頻部分，其帶寬較低，檢測靈敏度不高、模式識別困難，而且檢測靈敏度隨著試品電容的增加而下降，如果對大容量電容進行測試分析，甚至會出現無法檢測的問題，其檢測信息覆蓋面不全，信息量較少，也容易出現數據信息的丟失，很難準確反映變壓器內部的局部放電真實情況。

光測法主要對變壓器內部局部放電發生時發出的光輻射進行檢測，其可以對局部放電缺陷模式進行準確識別，但是由于其檢測設備極其復雜，成本較高，靈敏度受限制因素也較多，在實踐中實用性不大。

化學檢測主要通過測量在局部放電中產生的各種氣體的濃度來判別變壓器內部的故障發生情況，但是由于氣體的產生是一個不斷積累的過程，其檢測具有一定的延時性，對于突發性的局部放電故障存在較大的滯后性，難以滿足實時性檢測要求。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種電聲聯合的變壓器局部放電帶電檢測方法及系統，它將超聲波和超高頻電磁波檢測技術相結合實現聯合檢測，可以實現兩組測量方法的優勢互補，實現局部放電故障的精確定位。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電聲聯合的變壓器局部放電帶電檢測方法，包括如下步驟：

步驟(1)：將套筒單極子天線安裝在變壓器的放油閥或法蘭盤上，利用套筒單極子天線接收變壓器內部局部放電過程中產生的超高頻信號；

步驟(2)：同時，將超聲波傳感器放在套筒單極子天線上，利用超聲波傳感器接收變壓器內部局部放電過程中產生的超聲波信號；

步驟(3)：基于乘積型混頻器將超高頻信號與本振信號進行混頻處理，將超高頻信號的頻率的載頻變換到一個新的頻率中頻上，而保持調制類型和參數不變；使經過處理后的超高頻信號達到普通A/D采集卡的處理頻率范圍，保留超高頻信號的峰值及相位特征；

步驟(4)：假設接收到超高頻信號的時刻為局部放電發生的時刻，而超聲波信號到達各個超聲波傳感器存在時延，將超高頻信號作為觸發信號，讀取各個超聲波傳感器采集到超聲波的時刻與局部放電發生時刻的之間的時間差，選擇設定個數的超聲波傳感器，利用檢測到的超聲波的時刻與采集到超高頻信號時刻之間的時間差T_i，作為局部放電源P(x,y,z)到各超聲波傳感器S_i(x_i，y_i，z_i)的傳播時間，以超聲波速度v乘以時間差得到距離，建立方程組如下：