
我國曾(céng)對110kV及以上的變壓器事故的統計表明,50%的事故是匝間絕緣事故。大量資料表明(míng),變壓器故(gù)障主要(yào)原因是(shì)絕緣性能的劣化。絕緣故障在變壓(yā)器故障中所占的比重及帶來的巨大經濟損失,電力運行部門(mén)曆來十分(fèn)重視對變壓器等大型電氣設備的絕緣監督。對電氣設備進行(háng)絕緣監督的主要手段,以往一直采(cǎi)用定(dìng)期進行絕緣預防性試驗,即根據電力部所(suǒ)頒發的《電力設備預防性(xìng)試驗規程》,對不同設備(bèi)所規(guī)定的項目和相應的試驗(yàn)周期,定期在停電狀(zhuàng)態下進行絕緣(yuán)性能的檢查(chá)性試驗。這種預防性維修和試驗有許多不(bú)足:設備(bèi)必須停電,試驗工作量大;試驗周期長(zhǎng),有效數據少;試驗電壓低,所得的數據有時不能真實反映出(chū)設備的絕緣狀態;高(gāo)壓設備的絕緣劣化是一個累積和發展的過程,在很多情況下預防性維修和試(shì)驗無法(fǎ)發現潛在的(de)缺(quē)陷。因此對電力設備進行實時或定時的在(zài)線監測(cè),及時反映絕緣的劣化程度,以便(biàn)采取預(yù)防措施,避免停電事故的發生是國內外目前研(yán)究熱點。
研究表明,局部放電發展進程能夠有效的反映其絕緣結(jié)構(gòu)的劣化度(dù),局部放電(diàn)的(de)發展會造(zào)成絕緣(yuán)性能的進(jìn)一步惡化。對變壓器內部絕緣的局部放電(diàn)進行在線監測,是預防變壓器絕緣突發性(xìng)事(shì)故的最(zuì)有效手段之一。
局部放電(Partial Discharge,簡稱PD)是大型電力設(shè)備中某些絕緣薄弱環節在局部高(gāo)電場的作用下發(fā)生的一種放(fàng)電現象。局部放電對絕緣有兩種破壞作用:一種是由於放(fàng)電質點直接轟擊(jī)絕緣,使局部絕緣(yuán)受到破壞並逐步擴(kuò)大,使絕緣擊(jī)穿。另一(yī)種是放電產生的熱、臭氧、氧化氮(dàn)等活性氣體的(de)化學作用,使局部絕緣受到腐蝕,介質損耗增大,最(zuì)後導致熱擊穿。
變壓器局部放電在線監測(cè)係(xì)統中,其關鍵、難點部分之一是局部放電信號的提取,它是(shì)局(jú)部放電模式識別的基礎和前提。由(yóu)於變壓器(qì)處在複雜的電磁幹擾環境中,使(shǐ)得局(jú)部放電信號淹沒在很強的各種幹擾當中(zhōng),給局部放電信號的在線監測帶來了很大的(de)困(kùn)難。局部放電波形在時域上以幾納秒至幾百(bǎi)納秒數量級的脈衝形式出現,是覆蓋幾(jǐ)千赫茲至百兆赫茲頻域的寬帶信號(hào)。進入監測係統的幹擾有脈衝幹擾信號(hào)、周期性窄帶幹擾信號、白噪聲等。對於脈衝幹擾信(xìn)號可分成隨機脈衝幹擾和周期脈衝幹擾。隨機脈衝幹(gàn)擾由高壓線路上(shàng)電暈及分接開關動作等因(yīn)素產生;周期脈衝幹擾主要(yào)由可控矽動作(直流電源整流和調相機勵磁整流)以及(jí)地(dì)網中的脈衝幹擾產生。對於隨機脈衝幹擾信號和周期脈(mò)衝幹擾,目前(qián)有相應(yīng)的有效抑製算法。周期性窄帶幹擾信號主(zhǔ)要來自電力係統的(de)高次諧波、通信載波(bō)以及無線電通信電波等。周期性窄帶幹擾信號是(shì)局部放電在線監測係統中重要的幹擾源,在監測過程中持續存在,其能量(liàng)非常強大,是目前研究的熱點。白噪聲幹擾主要由變(biàn)壓器繞組的熱噪聲、配電線路以及變壓器繼電保護(hù)線路的熱噪聲和(hé)監測電路(lù)中半導體(tǐ)器件的散粒噪聲造成。白噪聲幹擾的頻譜在整(zhěng)個頻率範圍內都是(shì)有值的,且與局部放電信號(hào)有相似的時域和頻域特性,因此很(hěn)難用傅立葉分析分辨出白噪聲和局部放電(diàn)信號。因此濾除局部放電信號(hào)中白噪聲是目前國內外研(yán)究的熱門課題,也是目前待以研究解決得重要課題之一。