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大型变压器状态监测与故障诊断

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摘要:分析了大型变压器状态监测与故障诊断现状,以及特征气体产生原因及其与故障关系,分析各种传感器的特点,设计变压器状态监测与故障诊断系统方案。

关键词:大型变压器;方法;特点

1大型变压器状态监测与故障诊断意义及现状

如今,电力事业蓬勃发展,安全性和可靠性直接影响整个电力系统,分析各种状态监测和故障诊断的方法,要求与其配套监测和故障诊断设备跟上去,开发大型变压器状态监测与故障诊断技术,其需要能做到故障早期报警,保证变压器以及电网的长期、安全,以避免恶性事故的发生。变压器状态监测与故障诊断的现状表现为需要利用有效故障理论,形成各种不同的故障诊断判据,正确确立故障判据。而电力变压器的故障原因相当复杂,采用一些技术手段来确定,近些年来,随着网络的逐渐普及,实现了远程的设备状态监测与诊断。由于变压器受结构,运行工况,还有包括如气候环境因素的影响,随着高新技术的发展,并且变压器受强电流,电磁场力用,通过在现有的系统基础上加入网络通讯组件,以及内部非常复杂的物理,化学作用,电气设备在线诊断技术上的发展,使得变压器的故障表现形式非常多样化,远程诊断在电力设备的应用研究。提取故障的特征非常难。按故障处理方式的不同,分为油中关键气体在线监测,这种方式主要是通过分析特征气体判断;局部放电监测和定位这种方式通过变压器内部就局部放电现象;变压器绕组变形监测的方式主要是通过对绕组变形的分析发现变压器故障;变压器铁芯接地电流在线监测的方式是利用如果发生多点接地时,会形成环流的特点;介质损耗测量是根据介质损耗因数的范围测定;断路器和气体组合电气主要是根据电力系统中最重要的开关设备;避雷器主要对其主要测试阻性电流;然后就是最后一种,局部放电脉冲电流法,它是根据测定冲电流法和超声波的共同使用。

2DGA的变压器故障诊断技术

油中溶解气体分析方法,我们把它简称为DGA,现在我们来简单说明一下这种方法,分析从变压器采样得来油中气体浓度,利用数值分析,将此浓度与标准推荐的值相比较,通过仔细对比,来判断变压器是否存在故障,根据它的程度测算故障的严重情度的方法。气体在不同温度下达到其最大析出速率,如热故障分低温故过热、中温过热、高温过热,作为防范变压器故障的确参考依据,造成过热的原因是负载突升、电抗泄漏放等,又如电气故障可细分高低能量电弧放电、高低能量局部火花放电等,变压器内部以低温和中温过热最多,当变压器内部有电弧或部分放电现象时,固态绝缘材料受热会分解成一氧化碳和二氧化碳,有过饱和绝缘油气泡产生放电,如果一氧化碳和二氧化碳过大,可断定固绝缘材料有异常现象,当可燃气体总含量明显增加时,我们经过数据分析,经初步判断存在异常态时,根据实际情况,变压器即进一步诊断故障类型。然后再做进一步的编码分析,编码法将异常状况分类具体量化,编成八组故障类型,将气体成分比值与故障类型作对关系,可由二十三组编码对应五种故障类型,编成程序,让检测人员方便判断故障类型,主要目的为判断固体绝缘材料劣化程度,大幅提高诊断效率及准确率。

3信息获取采集方案油中溶解特征

气体传感器有许多,以检测对像来分单独检测氢气的传感器、检测可燃气体和检测特征气体单独含量。如果我们按照以取气方法来分,又可以将其分为反渗透薄膜法、真空取气法和冒泡法;当然,我们还可以按照按传感器类型来分:即钯棚场效应型、半导体型、催化燃烧型等。在实现工作中,应根据不同的检测对象,按照实际情况选择不同的传感器。在系统中,传感器技术是关键。在系统中,传感器技术是关键。对变压器状态监测与故障诊断系统来说,对传感器指标要求有很高的灵敏度,特别是特征气体传感器的性能要第一想到,一定要考虑氢气浓度的报警限值,另一方面,随着科学技术的发展,非电阻型传感中主要是晶体管气敏传感器,特别要考虑气敏半导体传感器主要参数,器件的工作电阻,气敏传感器件对所检测的气体的敏感程度,气敏传感器对某种气体敏感性。采集特征气体信号数据,检测气体的获取需要采用一定的技术手段,设计A/D前端数据采集电路,其中A/D转换是状态监测数据采集部分的核心,A/D转换芯片能够转换的二进制数的位数,尽可能在逐次逼近型中选择A/D,最低模拟信号电压数值越小,精度越高。A/D转换芯片将模拟信号转换数字信号后,(要注意转换时间的倒数称为转换速率)通过数据总线传输给计算机,经过相应的计算,通过总线传输的接口形式,我们这里又将其分为串行接口和并行接口。在大型变压器在线故障气体采集中,要求有网络功能实现与上位计算机的通信,这对数据的处理的实时性要求相当高,随着嵌入式应用系统的发展,随着功能的扩展有可能在功耗增加,ARM事实上是绝大多数开发人员的首选。根据微处理器内核的当前工作状态,硬件设计和软件操作都很简便,ARM有16个能直接访问的寄存器,在每一种特权模式下,可用于存放地址或数据值,都有对应的分组堆栈指针寄存等。作为故障诊断嵌入式数据采集器硬件平台,在网络连接的情况下,可以充分利用的丰富资源,直接把嵌入式操作系统等同于实时操作系统,实现多通道数据采集,网络传输功能。

参考文献:

[1]贺力勤.输变线路在线安全监测技术[J].安全与环境学报,2001(4).

[2]毕鹏翔,秦少臻.变压器固体绝缘状况的监测方法[J].高电压技术,2006(4).

作者:宋为为 单位:长春供电公司

大型变压器状态监测与故障诊断责任编辑:张雨    阅读:人次