CN105044577B - 一种变压器局部放电带电检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压器局部放电带电检测方法，其技术特点是包括以下步骤：步骤1、分别获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图，判断分类谱图中是否存在明显分块聚集；步骤2、将所述高频信号分类谱图进行聚簇分离，按信号聚集情况分为不同区块；步骤3、将各个区块对应的相位谱图与变压器典型局部放电相位谱图进行比对，判断该相位图谱中是否存在局部放电的典型特征；步骤4、在疑似局部放电相位图谱的放电信号聚集处，选取典型点并提取其时域和频域图像，将其与变压器典型局部放电信号的时域和频域图像进行对比，判断其是否存在局部放电的典型特征。本发明具有试验过程时间短，检测时无需将变压器停运的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于变压器局部放电检测技术领域，特别涉及一种变压器局部放电带电检测方法。
背景技术
近年来，随着经济和社会的快速发展，电网规模也随之迅速扩大。传统的基于周期的电网设备定期检修模式已经不能适应当代电网发展的要求。
目前，针对电力设备的检修模式已由传统的定期检修模式转变为状态检修模式。以电力设备状态检测为基础，合理评估电力设备健康状态和故障发展趋势、并据此制定相应的检修计划和策略的设备状态检修模式，已成为当前保证电网和设备安全可靠运行的最可行、最有效的手段。电力设备状态检测需要对该设备状态进行密切监测并对其故障发展趋势作出评估，用以判断该设备是否存在异常以及预测设备可能发生的故障。其中，带电检测作为电力设备状态检修的一种重要手段对发现电力设备隐患具有非常重要的意义。
电力设备的局部放电是一种潜伏性缺陷，其局部放电量是评价该电力设备绝缘水平的重要标准。变压器局部放电检测是变压器电气试验中的重要一项，定期检测变压器局部放电情况不仅是对该变压器绝缘水平进行监督的重要手段，也是判断其绝缘长期安全运行的有效方法。但应用常规的脉冲电流法对变压器进行局部放电试验时，需要将变压器停运，因此难以按照变压器状态检修模式所需的定期性、经常性要求，进行局部放电检测。并且，传统的变压器局部放电检测方法存在检测设备复杂、人员众多，试验危险性高、便捷性差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、操作安全且便捷实用且的变压器局部放电带电检测方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种变压器局部放电带电检测方法，包括以下步骤：
步骤1、分别获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图，判断分类谱图中是否存在明显分块聚集，若高频信号分类谱图中存在明显分块聚集，则转入步骤2；若高频信号分类谱图中不存在明显分块聚集，则转入步骤3；
步骤2、将所述高频信号分类谱图进行聚簇分离，按信号聚集情况分为不同区块；
步骤3、将各个区块对应的相位谱图与变压器典型局部放电相位谱图进行比对，判断该相位图谱中是否存在局部放电的典型特征，若相位谱图中存在局部放电的典型特征，则判定其为疑似局部放电相位图谱，转入步骤4；若相位谱图中不存在局部放电的典型特征，则判断该放电信号不是局部放电信号；
步骤4、在疑似局部放电相位图谱的放电信号聚集处，选取典型点并提取其时域和频域图像，将其与变压器典型局部放电信号的时域和频域图像进行对比，判断所选取典型点的时域和频域图像中是否存在局部放电的典型特征，若存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号为高度疑似局部放电信号；若不存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号不是局部放电信号。
而且，步骤1中获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图时，所采用的设备是PDCheck局部放电检测装置。
而且，步骤2是使用PDProcessing软件实现的。
而且，步骤3所述变压器局部放电的典型特征为：①局部放电信号出现在电源周期的第一和第三象限中，且两象限中的放电信号呈簇状分布，关于过零点中心对称；②放电信号与同步信号相位差为180°。
而且，步骤4所述变压器典型局部放电信号的时域和频域图像具有以下特征：放电信号具有上升沿很陡的尖脉冲，脉冲幅值可以达到100mV以上，幅值衰减较快，频谱图在2～10MHz低频段上有明显聚集。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明将电力电缆局部放电试验中常用的高频脉冲检测方法和设备引入变压器局部放电检测试验中，在变压器铁心和夹件接地引线处采集变压器的高频信号，并对其检测图像进行分析，从而实现变压器局部放电的带电检测，与传统的变压器局部放电检测方法相比更为便捷实用。
2、本发明的试验过程时间短，可以实现对电网中变压器大范围、高密度的局部放电检测，同时检测时无需将变压器停运，检测时机可根据变压器设备检修的需求自由设定。而且，检测结果直观，能够有效发现被测变压器内部各处绝缘存在的局部放电情况，特别是对铁心处的局部放电缺陷最为敏感和有效。
3、本发明所使用的PDCheck高频电流传感器CT与被检测变压器通过电磁耦合连接，实现了电气隔离；而且，PDCheck信号采集主机与计算机之间采用光纤相连接，保证了操作人员的安全。
4、本发明所需的检测设备简单便携，操作安全简便。
附图说明
图1是本发明的处理流程图；
图2是本发明的变压器典型局部放电相位谱图；
图3是本发明的500kV变压器C相相位谱图；
图4是本发明的500kV变压器C相分类谱图；
图5是本发明的聚簇分离后的分类谱图；
图6是本发明的图5中左区块对应的放电信号相位谱图；
图7是本发明的图5中右区块对应的放电信号相位谱图。
具体实施方式
以下对本发明实施例作进一步详述：
一种变压器局部放电带电检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、分别获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图，在本实施例中，所述相位谱图和分类谱图，分别如图3和图4所示。判断分类谱图中是否存在明显分块聚集，若高频信号分类谱图中存在明显分块聚集，则转入步骤2；若高频信号分类谱图中不存在明显分块聚集，则转入步骤3；
步骤2、将所述高频信号分类谱图进行聚簇分离，按信号聚集情况分为不同区块；聚簇分离后的分类谱图如图5所示。
步骤3、将如图6和图7所示的各个区块对应的相位谱图与如图2所示的变压器典型局部放电相位谱图进行比对，判断该相位图谱中是否存在局部放电的典型特征，若相位谱图中存在局部放电的典型特征，则判定其为疑似局部放电相位图谱，转入步骤4；若相位谱图中不存在局部放电的典型特征，则判断该放电信号不是局部放电信号；
步骤4、在疑似局部放电相位图谱的放电信号聚集处，选取典型点并提取其时域和频域图像，将其与变压器典型局部放电信号的时域和频域图像进行对比，判断所选取典型点的时域和频域图像中是否存在局部放电的典型特征，若存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号为高度疑似局部放电信号；若不存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号不是局部放电信号。
本发明的工作原理是：当变压器内部绝缘存在局部放电时，高频放电脉冲信号会通过电容耦合，反映到铁心和夹件的接地电流上。因此，本发明将电力电缆局部放电试验中常用的高频脉冲检测方法和设备引入变压器局放试验，在变压器铁心和夹件接地引下线采集变压器高频信号，并对检测图像进行分析，从而实现变压器局部放电的带电检测。
本发明的工作工作过程是：首先、在进行被测变压器局部放电带电检测试验之前，对确定存在局部放电的在运变压器进行高频脉冲电流检测，将收集到的局部放电信号图像进行分析，确定典型变压器局部放电特征，并据此建立变压器局部放电诊断的高频检测图像专家库，作为其他被测变压器局部放电带电检测的判断依据。然后，将两个局部放电检测设备PDCheck的高频电流传感器CT分别卡接在被测变压器铁心和夹件的接地引线上，通过电磁耦合连接。通过高频CT对被测变压器铁心和夹件接地引线处的电流脉冲信号进行采集，并将采集到的CT信号和同步信号传送至PDCheck信号采集主机，获取其高频信号的相位谱图及分类谱图；若获取的分类谱图中存在明显分块聚集，则通过与PDCheck信号采集主机光纤连接的计算机中的PDC Control和PDPorcessing软件对高频放电脉冲信号进行采集和分析，对上述分类谱图进行聚簇分离，按照局部放电信号聚集情况分为不同区块，观察各信号簇(信号分布区块)的相位谱图，将其放电特征与典型局放图像进行比较。最后，在疑似存在局部放电的相位谱图中选取放电信号的典型点并提取其时域和频域图像，对各个放电及噪声的信号提取分离，将各图像的局部放电信号特征与典型变压器局部放电高频检测图像进行“指纹比对”，从而判断所试验变压器的局部放电情况。
利用局部放电检测设备PDCheck测得的变压器局部放电信号典型特征包括：根据内部放电机理，在典型的内部局部放电相位谱图中，放电信号一般出现在电源周期的第一和第三象限中，两象限放电信号呈簇状分布，关于过零点中心对称。又由于，在利用PDCheck进行的变压器局部放电检测中，同步信号与放电信号的相位差无法校准，因此同步信号只能用于判断放电信号的对称性，而无法确定实际分布象限，所以认定，在利用PDCheck进行变压器局放检测时，当放电信号与同步信号相位差为180°时为典型的局部放电特征。
典型的变压器局部放电的高频时域和频域图像具有如下特征：放电信号具有上升沿很陡的尖脉冲，脉冲幅值可以达到100mV以上，幅值衰减较快，频谱图在低频段上(2～10MHz)有明显聚集。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (1)
1.一种变压器局部放电带电检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、分别获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图，判断分类谱图中是否存在明显分块聚集，若高频信号分类谱图中存在明显分块聚集，则转入步骤2；若高频信号分类谱图中不存在明显分块聚集，则转入步骤3；
步骤2、将所述高频信号分类谱图进行聚簇分离，按信号聚集情况分为不同区块；
步骤3、将各个区块对应的相位谱图与变压器典型局部放电相位谱图进行比对，判断该相位图谱中是否存在局部放电的典型特征，若相位谱图中存在局部放电的典型特征，则判定其为疑似局部放电相位图谱，转入步骤4；若相位谱图中不存在局部放电的典型特征，则判断该放电信号不是局部放电信号；
步骤4、在疑似局部放电相位图谱的放电信号聚集处，选取典型点并提取其时域和频域图像，将其与变压器典型局部放电信号的时域和频域图像进行对比，判断所选取典型点的时域和频域图像中是否存在局部放电的典型特征，若存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号为高度疑似局部放电信号；若不存在局部放电的典型特征，则判定该放电信号不是局部放电信号；
所述步骤1中获取被测变压器铁心和夹件接地引线处高频信号的相位谱图和分类谱图时，所采用的设备是PDCheck局部放电检测装置；
所述步骤2是使用PDProcessing软件实现的；
步骤3所述变压器局部放电的典型特征为：①局部放电信号出现在电源周期的第一和第三象限中，且两象限中的放电信号呈簇状分布，关于过零点中心对称；②放电信号与同步信号相位差为180°；
步骤4所述变压器典型局部放电信号的时域和频域图像具有以下特征：放电信号具有上升沿很陡的尖脉冲，脉冲幅值可以达到100mV以上，幅值衰减较快，频谱图在2～10MHz低频段上有明显聚集。
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