變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文
在個(gè)人成長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)節(jié)中，大家對(duì)論文都再熟悉不過了吧，論文是進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的一種說理文章。你知道論文怎樣才能寫的好嗎？以下是小編為大家收集的變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。
變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文1
變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用
【摘 要】為保證電力系統(tǒng)能夠?yàn)橛秒娍蛻舴�(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的提供電能，變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用十分重要。本文通過分析變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理，并針對(duì)這些原理對(duì)變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了總結(jié)和分析。
【關(guān)鍵詞】變壓器；電力系統(tǒng)；在線監(jiān)測(cè)
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來改變電力電壓的裝置，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的逐漸加劇，變壓器作為保證電力能夠安全輸送到用電客戶的重要設(shè)備，保證其平穩(wěn)運(yùn)行受到相關(guān)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來給變壓器在線監(jiān)測(cè)帶來了很多新技術(shù)，這些技術(shù)在變壓器監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的運(yùn)用有效的保證了用電客戶的用電安全，滿足了我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)能源的需求。
一、變壓器在線監(jiān)測(cè)原理
1、局部放電監(jiān)測(cè)
由于變壓器的使用環(huán)境和設(shè)備原因，局部放電現(xiàn)象會(huì)給變壓器的絕緣帶來不同程度的影響，甚至?xí)䲟舸┙^緣介質(zhì)從而導(dǎo)致設(shè)備故障甚至威脅人員安全。變壓器在運(yùn)行中長(zhǎng)期處于工作電壓的作用下，隨著電壓等級(jí)的提高，其絕緣體受到的電場(chǎng)強(qiáng)度也不同，由于變壓器各部件的絕緣層薄厚不同，因此很容易在絕緣薄弱處發(fā)生放電現(xiàn)象。由于變壓器是電磁感應(yīng)設(shè)備，因此在變壓器放電過程中會(huì)產(chǎn)生一定的機(jī)械脈沖，在正常情況下這種脈沖波由于能量很小是不容易被人發(fā)現(xiàn)的，但通過壓電轉(zhuǎn)換器我們能將脈沖波轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的局部放電監(jiān)測(cè)。
2、油中溶解氣體監(jiān)測(cè)
由于變壓器在電磁感應(yīng)變壓過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行我們就必須對(duì)運(yùn)行中的變壓器進(jìn)行降溫。變壓器油正是起到了變壓器散熱冷卻的作用，不僅如此，變壓器油還能起到防止電暈和電弧放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。變壓器油是石油的一種分餾產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴，環(huán)烷族飽和烴，芳香族不飽和烴等化合物。當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器油會(huì)在熱和電的雙重作用下被分解，從而產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、甲烷和乙烯等氣體，我們通過利用氣象色譜技術(shù)分析變壓器油中這些氣體的類別和濃度變化就能夠判斷出變壓器的潛在安全隱患，從而實(shí)現(xiàn)變壓器在線監(jiān)測(cè)和故障分析的目的。
3、介質(zhì)損耗及泄露電流監(jiān)測(cè)
變壓器的介質(zhì)損耗主要包括磁滯損耗和渦流損耗兩個(gè)部分，當(dāng)磁滯損耗現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于鐵芯內(nèi)存在“磁滯回線”因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁化電流間的相位差就發(fā)生了變化，從而使變壓器損耗加大。渦流損耗通磁滯損耗相同，等效與在變壓器上并聯(lián)一個(gè)有功的電流成分，從而增大介質(zhì)的損耗量�，F(xiàn)階段的介質(zhì)損耗檢測(cè)主要有直接測(cè)量相位角、諧波分析和相對(duì)介質(zhì)損耗這三種方法。泄露電流主要是由于變壓器鐵芯和夾件絕緣不良或者出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)發(fā)生的，泄露電流不但會(huì)影響變電器的散熱效果，還可能會(huì)導(dǎo)致繞組燒毀。當(dāng)前普遍運(yùn)用的變壓器電流監(jiān)測(cè)法有全電流和阻性電流兩種方法。
4、SF6氣體監(jiān)測(cè)
SF6是法國(guó)化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，由于其良好的電氣絕緣性能及優(yōu)越的滅弧性能被普遍應(yīng)用于變壓器的絕緣中。一旦變壓器發(fā)生內(nèi)部故障會(huì)導(dǎo)致SF6氣體泄漏，我們通過對(duì)變壓器的SF6氣體監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器是否發(fā)生故障，并及時(shí)對(duì)故障變壓器進(jìn)行檢修和維護(hù)。
5、紅外線測(cè)溫監(jiān)測(cè)
無故障的變壓器在正常運(yùn)行時(shí)其向外界散發(fā)的熱量是規(guī)律的，一旦變壓器出現(xiàn)了故障，會(huì)導(dǎo)致變壓器向外部散發(fā)熱量出現(xiàn)變化，我們通過利用紅外線技術(shù)監(jiān)測(cè)變壓器的溫度變化，就能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的監(jiān)測(cè)。利用紅外線變壓器監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)變壓器的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
二、變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用
1、氣象色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用
由于變壓器中氣體是以多種氣體混合存在的，因此我們?cè)谶M(jìn)行氣體監(jiān)測(cè)時(shí)會(huì)根據(jù)需要及變壓器特點(diǎn)選擇單組份或多組分氣體的在線監(jiān)測(cè)方法。氫氣是變壓器出現(xiàn)故障時(shí)最容易產(chǎn)生的氣體，對(duì)單組份氣體監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)混合氣體中的氫氣，我們可以利用把柵極場(chǎng)效應(yīng)管、催化燃燒型傳感器以及電化學(xué)氫氣傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣的在線監(jiān)測(cè)。而多組分氣體的在線監(jiān)測(cè)則經(jīng)常使用熱導(dǎo)式傳感器、氫焰離子化傳感器以及半導(dǎo)傳感器等。
2、紅外在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用
紅外線是物體在釋放熱能過程中伴生的一種輻射波，波長(zhǎng)范圍在0.76～100μm。紅外在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通過利用紅外探測(cè)器將物體輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而根據(jù)紅外線的功率強(qiáng)度判斷變壓器內(nèi)部的熱量分布情況。紅外線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更可以將紅外信號(hào)還原成熱像圖來模擬反映變壓器內(nèi)外結(jié)構(gòu)中各部分的熱量特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器工作溫度的在線監(jiān)控。
通過紅外技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合運(yùn)用，變壓器紅外線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器工作的24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。有著響應(yīng)速度快、測(cè)量范圍寬和測(cè)量結(jié)果直觀形象的特點(diǎn)。作為可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程變壓器監(jiān)測(cè)的先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，紅外線監(jiān)測(cè)法被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)工作中，并保障了電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運(yùn)營(yíng)。
3、變壓器微水在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
過去，變壓器油微水檢測(cè)通常采用對(duì)變壓器油采樣，在實(shí)驗(yàn)室使用色譜分析法、卡爾?費(fèi)休試劑法或庫(kù)侖法對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。但這種方法卻沒有實(shí)時(shí)監(jiān)控的能力，只能采用“定期換油”的方式來預(yù)防事故的發(fā)生，造成了大量的人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。
目前，在線監(jiān)測(cè)正成為變壓器油中微水測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。變壓器微水在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。傳感器多用的是電容傳感器，將傳感器接受到的信息傳送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，利用電磁諧振技術(shù)實(shí)現(xiàn)微水量的測(cè)量，最后通過數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。目前我國(guó)變壓器微水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還會(huì)運(yùn)用到溫度傳感器，以測(cè)量干燥環(huán)境溫度補(bǔ)充溫度對(duì)紙板介電特性和物力特性的影響，從而消除在檢測(cè)時(shí)測(cè)量環(huán)境對(duì)為水量測(cè)量結(jié)果的誤差，更好的反映出絕緣紙板中的水分含量，以實(shí)現(xiàn)變壓器監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
4、變壓器油溫在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
變壓器油溫過熱是影響變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素，因此對(duì)變壓器進(jìn)行運(yùn)行中的油溫監(jiān)測(cè)對(duì)變壓器的故障檢測(cè)和排除十分有效。但由于變壓器內(nèi)部零件復(fù)雜，油溫測(cè)量麻煩，油溫監(jiān)測(cè)方法一直處于被忽視的位置。隨著科技的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，變壓器的油溫監(jiān)測(cè)再一次被國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議提上了議程，并將其列為變壓器在線監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行推廣和研究。
在傳統(tǒng)的變壓器油溫檢測(cè)中，通常使用的是間接模擬測(cè)量的方法，隨著科技和計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)如今的變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接器部分、控制電力部分等硬件結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬分析軟件實(shí)現(xiàn)的。雖然現(xiàn)行的變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能為變壓器能否安全運(yùn)營(yíng)提供有效數(shù)據(jù)，但用戶卻可以通過變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)運(yùn)行中的變壓器運(yùn)行情況做到心中有數(shù)，從而保證變壓器運(yùn)營(yíng)的效率和穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)：
[2]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社.20xx.
變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文2
1、引言
電力供應(yīng)的可靠性隨著時(shí)代的發(fā)展，在當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境下被提出了越來越高的要求，隨之也逐漸發(fā)展壯大的就是國(guó)家電力系統(tǒng)。在以往的電力系統(tǒng)使用的是傳統(tǒng)的定期停電，用這種辦法進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，從而保證電網(wǎng)的可靠性運(yùn)行，很明顯現(xiàn)在這種做法并不能滿足時(shí)代發(fā)展的要求。在這種情況下，電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)隨之產(chǎn)生。這種監(jiān)測(cè)設(shè)備彌補(bǔ)了以往的不足，這就使得現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)備需要采用絕緣監(jiān)測(cè)這樣的一系列重要手段。本文就論述了在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的相關(guān)運(yùn)用，以及狀態(tài)維修技術(shù)的推廣。通過在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)維修技術(shù)，進(jìn)一步對(duì)電器設(shè)備更好的維護(hù)，保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。
2、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用
通常說的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)包括了很多方面，電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)就是利用了各種技術(shù)，例如傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，除此之外還有電子技術(shù)和信號(hào)處理以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等這些科技手段。通過這些手段采集的信號(hào)反應(yīng)的是電氣設(shè)備的絕緣狀況，但是需要保證在設(shè)備運(yùn)行的情況下對(duì)信號(hào)采集，然后進(jìn)行分析判斷傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)和電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的診斷。這種技術(shù)與之前傳統(tǒng)的定期停電預(yù)防性試驗(yàn)作比較有較大的優(yōu)勢(shì)，在線監(jiān)測(cè)使得這些電氣設(shè)備測(cè)試更加真實(shí)，這些設(shè)備更具可操作性。而且直接測(cè)試，不用停電預(yù)試，這樣可以在設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)下，直接進(jìn)行操作方便快捷。這樣的方法使得運(yùn)行效率提高，絕緣缺陷得以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而可以容易的對(duì)設(shè)備絕緣變化趨勢(shì)有很好的判斷。
2.2在線監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的絕緣
如何檢測(cè)發(fā)電機(jī)的絕緣？現(xiàn)在監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)絕緣狀況通常是采用的局部放電的辦法，而發(fā)電機(jī)發(fā)生事故概率最高的部分就是在絕緣部分。主要因素就是電氣方面的故障因素，所以現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外在線監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目就是研究絕緣。
2.3在線監(jiān)測(cè)變壓器的絕緣
什么是變壓器的絕緣？局部放電會(huì)造成變壓器有機(jī)絕緣其逐漸老化并最終擊穿，所以變壓器絕緣監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)就是監(jiān)測(cè)局部放電量�，F(xiàn)在監(jiān)測(cè)局部放電情況有這樣兩種辦法，一是可以通過脈沖電流法，二是通過超聲波探測(cè)法。在線監(jiān)測(cè)評(píng)估變壓器的絕緣狀態(tài)，主要通過絕緣油中分解氣體含量還有局部放電量。而判斷變壓器的內(nèi)部故障需要做什么呢？這時(shí)候需要檢測(cè)h2、c2h2等氣體的含量。
3、狀態(tài)維修相關(guān)的定義和它的優(yōu)勢(shì)
什么是狀態(tài)維修？狀態(tài)維修就是說，連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的電氣設(shè)備絕緣狀況，隨時(shí)測(cè)得一些信息來反映設(shè)備絕緣狀況變化，然后分析處理這些信息，然后診斷設(shè)備的絕緣狀況，最后根據(jù)判斷安排是否有必要維修。具體實(shí)施步驟就是先進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，然后進(jìn)行分析診斷，最后進(jìn)行狀態(tài)維修。狀態(tài)維修有很多優(yōu)勢(shì)：他可以使得設(shè)備事故率降低，使得維修費(fèi)用大大減少，簡(jiǎn)單來說可以用少的投資獲得高的效益。
采用定期檢修這樣的維修制度會(huì)減少和防止事故的發(fā)生，但這種維修制度有很多的弊端，隨著現(xiàn)在電力設(shè)備的電壓增高及容量增大，定期維修已經(jīng)不能滿足檢修的需要，所以需要進(jìn)行狀態(tài)檢修來彌補(bǔ)。那么為什么說電氣設(shè)備從定期維修向狀態(tài)檢修的過渡階段是檢修思想與檢修辦法的一個(gè)重大變革呢？那是因?yàn)閺拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這種方式的改革是具有廣闊的發(fā)展前景，也會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，而且還有很長(zhǎng)的一段路要走。
4、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在狀態(tài)檢修的地位及其技術(shù)要求是什么？
那么在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和狀態(tài)維修有什么關(guān)系呢？通過分析可以知道狀態(tài)維修的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源就是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，也就是通常先經(jīng)過在線監(jiān)測(cè)的判斷，然后來進(jìn)行狀態(tài)維修安排。
狀態(tài)檢測(cè)指的是什么呢？通常狀態(tài)監(jiān)測(cè)指的是為了對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行了解和掌握，通過各種測(cè)量、檢測(cè)和分析的辦法，結(jié)合系統(tǒng)以前運(yùn)行的狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估判斷。最后通過顯示和記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，去處理異常的情況，并且可以對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行診斷分析，這些可以為設(shè)備的性能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而判斷是否需要維修。
保持系統(tǒng)正常運(yùn)行是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)之一。也就是說在設(shè)備正常的狀態(tài)下，還能夠自動(dòng)的、連續(xù)的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，還能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)的功能。這就更需要通過狀態(tài)檢修去保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，通過監(jiān)測(cè)把電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，可以及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行的狀況是否良好。
5、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)今社會(huì)下，電氣設(shè)備必須保證電力系統(tǒng)高效輸出電力，故電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行需要得到保證，這個(gè)問題是相當(dāng)重要的。但是在現(xiàn)實(shí)中，由于受到多種因素的制約，往往電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。尤其在人們的正常生活中，這些問題的發(fā)生往往會(huì)造成很嚴(yán)重的影響。尤其可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)方面的重大損失，這將導(dǎo)致現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到很大的影響。所以，如何才能保證我國(guó)電力行業(yè)的長(zhǎng)期持久穩(wěn)定發(fā)展，就要求我們必須采取相關(guān)的在線檢測(cè)和狀態(tài)維修技術(shù)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，只有這樣才能讓設(shè)備安全可靠持久的運(yùn)行，才能讓電力系統(tǒng)的安全得到保障。綜上所述，如果保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要依靠在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)，確保電氣設(shè)備的正常使用。
變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文3
1、 概述
電力變壓器是電力系統(tǒng)最主要最昂貴的設(shè)備之一,其安全護(hù)運(yùn)行對(duì)保證供電可靠性有重要意義，電力變壓器的高故障率不僅極大地影響電力系統(tǒng)的安全遠(yuǎn)行,同時(shí)也會(huì)給電力企業(yè)及電力用戶造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,減少故障及事故引起的經(jīng)濟(jì)損失,要定期對(duì)變壓器進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗(yàn)監(jiān)測(cè)。
絕緣的劣化、缺陷的發(fā)展,雖然具有統(tǒng)計(jì)性,發(fā)展速度也有快有慢,但大多數(shù)都有一定的發(fā)展期。在這期間,絕緣會(huì)發(fā)出反映絕緣狀況變化的各種物理化學(xué)信息。理論上,只要捕捉到這些哪怕是很微弱的信息,進(jìn)而經(jīng)過對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理和綜合分析,就可以對(duì)設(shè)備絕緣的可靠性作出判斷和對(duì)絕緣壽命作出預(yù)測(cè),這就是絕緣監(jiān)測(cè)的理論基礎(chǔ)。
2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集
(1)多路轉(zhuǎn)換單元。
用以對(duì)多臺(tái)設(shè)備和某設(shè)備的多路信號(hào)(均來自傳感器)進(jìn)行選擇或作巡回監(jiān)視、一般可用繼電器或程控模擬開關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行選通。
(2)預(yù)處理單元。
其功能主要是對(duì)輸入信號(hào)的電平作必要的調(diào)整,以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)電平的要求,同時(shí)要采取一些措施抑制干擾以提高信噪比。故該單元又可分為兩部分:一部分是放大倍數(shù)可調(diào)整的程控放大器;另一部分是抗干擾設(shè)施,例如設(shè)置濾波器、差動(dòng)平衡系統(tǒng)等。
要強(qiáng)調(diào)指出的是預(yù)處理單元的位置一般應(yīng)安排在數(shù)據(jù)采集之前,甚至有時(shí)它與傳感器安排在一起,即采取就地處理的方式,這樣可大大削弱信號(hào)傳輸過程中受到的干擾影響。其原因如圖1所示:
從傳感器S輸出信號(hào)Us,經(jīng)預(yù)處理P放大K倍,若在信號(hào)KUs傳輸過程中加入干擾信號(hào)UI,那么數(shù)據(jù)處理單元A得到的信噪比SNR1=KUs/ UI;若將P放在A處,則其信噪比為SNR2=Us/ UI,減少為就地預(yù)處理的K分之一。
(3)數(shù)據(jù)采集單元。
它包括采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。前者由采樣保持放大器(放大倍數(shù)為1)、電子開關(guān)、保持電容器等元器件組成,其功能是在模數(shù)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)存儲(chǔ)信號(hào)的各個(gè)輸入量,并把數(shù)值大小不變的信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它縮短了模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣時(shí)間,從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。ADC是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心,需要滿足轉(zhuǎn)換速度和準(zhǔn)確度兩方面的要求。轉(zhuǎn)換速度(采樣速度或稱采樣率)視信號(hào)采集的要求而定,若要采集信號(hào)波形則需較高的采樣率:若只需采集信號(hào)峰值,則可選擇較低采樣率。一般采樣率可在50 khz—10 Mhz間選擇。
3、絕緣監(jiān)測(cè)的測(cè)試內(nèi)容及原理
3.1 變壓器套管的監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
變壓器套管為電容型設(shè)備,監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下:介質(zhì)損耗tg 、泄露電流I0、電容量變化率△c/c、不平衡電壓Uo。
(2)介質(zhì)損耗tg 的測(cè)量原理。
介質(zhì)損耗測(cè)量對(duì)設(shè)備絕緣的劣化的故障有較高的靈敏度,在絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中是必不可少的測(cè)量項(xiàng)目。同時(shí)高壓設(shè)備的介質(zhì)損耗一般都很小,所以對(duì)測(cè)量的精度要求很高,而且在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)易受各種形式的干擾,因此要精確而穩(wěn)定地在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的介質(zhì)損耗難度較大。本系統(tǒng)在測(cè)量時(shí),采用電容取樣信號(hào)和微機(jī)自動(dòng)控制頭半平衡電橋的測(cè)量原理,具有取樣信號(hào)大、抗干擾性強(qiáng)和測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定的特點(diǎn)。
3.2 信號(hào)的抽取
(1)作為參考信號(hào)的PT二次電壓信號(hào)的抽取。
PT二次電壓信號(hào)是作為測(cè)量參考信號(hào)引入的，由于PT二次電壓信號(hào)同時(shí)還作為繼電保護(hù)的電源用,絕對(duì)不允許短路,所以我們?cè)谝氪诵盘?hào)時(shí)采用了如下措施:
固定安裝位置;固定安裝在端子排上;在信號(hào)輸入回路中串快速熔斷器,回路中有兩處串快速熔斷器,分別在端子排和信號(hào)選線箱內(nèi);將輸入信號(hào)與測(cè)量回路通過精密的隔離電壓互感器可靠隔離。隔離后有兩點(diǎn)好處:第一,防止測(cè)量回路故障對(duì)PT信號(hào)的直接短路。第二,由于未屏信號(hào)經(jīng)電容探頭取樣后,地線無法與設(shè)備接地線斷開,經(jīng)過對(duì)PT二次信號(hào)隔離后,還可消除地電位的干擾影響。
(2)套管未屏信號(hào)的抽取。
變壓器套管的信號(hào)抽取方法采用在未屏對(duì)地之間串標(biāo)準(zhǔn)電容器組的方法。標(biāo)準(zhǔn)電容器組上還并聯(lián)有放電管、短路刀閘及保護(hù)間隙,可確保高壓設(shè)備的安全運(yùn)行。另外,合上短路刀閘還可安全方便地更換標(biāo)準(zhǔn)電容器組。這些元件安裝在一個(gè)封閉的鋁合金箱內(nèi),每個(gè)鋁合金箱內(nèi)安裝一組(A,B,C三相)變壓器套管。
3.3 油中氫氣的監(jiān)測(cè)
本文研究的測(cè)氫控頭采用高分子膜滲透油中氫氣,直接從油中分離出氫氣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),彌補(bǔ)了氣象色譜法周期性限制和誤差大的缺陷,并根據(jù)氫氣含量的變化情況,預(yù)知設(shè)備的早期故障,是目前較為理想的手段。
油中氫氣含量的測(cè)量采用活化的鉑絲作為氫敏元件,當(dāng)氫氣在加熱到恒定高溫的鉑絲上燃燒時(shí),引起鉑絲電阻值的變化,這種變化在一定范圍內(nèi)與氫氣濃度成函數(shù)關(guān)系。對(duì)氫敏元件獲得的信號(hào)進(jìn)行采集處理,即可得到氫氣濃度。有穩(wěn)定可靠及壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),是國(guó)外采用燃料電池作為氫敏元件所不能匹及的。
3.4 絕緣監(jiān)測(cè)的測(cè)量原理
測(cè)氫探頭采用高分子膜滲透油中氫氣,直接從油中分離出氫氣,采用活化的鉑絲作為氫敏元件,通過氫氣在鉑絲上燃燒,引起鉑絲電阻值的變化,來測(cè)量氫氣含量的。
當(dāng)電力變壓器在正常運(yùn)行時(shí),繞組周圍存在電場(chǎng),而鐵芯和夾件等金屬構(gòu)件處于該電場(chǎng)中,且場(chǎng)強(qiáng)各異。若鐵芯不可靠接地,則將產(chǎn)生懸浮電位、引起絕緣放電。因此鐵芯必須可靠接地。但是,由于各種原因使鐵芯產(chǎn)生多點(diǎn)接地后,一方面造成鐵芯局部短路,質(zhì)鏈部分磁通產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),形成環(huán)流,這種環(huán)流有時(shí)高達(dá)數(shù)百安培,產(chǎn)生局部過熱,引起油分解另一方面,由于鐵芯的正常接地線產(chǎn)生環(huán)流,引起變壓器局部過熱,也可能產(chǎn)生放電性故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,鐵芯接地電流正常情況下在幾個(gè)到幾十個(gè)毫安當(dāng)鐵芯多點(diǎn)接地時(shí),該電流可能增大到幾個(gè)安培甚至還要高。
(1)上層油溫的監(jiān)測(cè)。
變壓器上層油溫的異常變化,可以反映出變壓器的過熱性故障。本系統(tǒng)用PT100溫度傳感器對(duì)上層油溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量的原理框圖所示:
(2)母線過電壓的監(jiān)測(cè)。
對(duì)變電站母線過電壓進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),可以了解變電站內(nèi)高壓設(shè)備遭受雷電過電壓和操作過電壓的頻率和強(qiáng)度,了解避雷器的動(dòng)作狀況和保護(hù)作用,為設(shè)備事故分析提供第一手資料,同時(shí),通過數(shù)據(jù)積累,還可以為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的制定和修改提供參考數(shù)據(jù)。
(3)氣象條件監(jiān)測(cè)。
氣象條件的監(jiān)測(cè)采用專用測(cè)量溫度、濕度的探頭,對(duì)環(huán)境氣象條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳感器置于標(biāo)準(zhǔn)氣象箱內(nèi)。
4、 結(jié)語(yǔ)
變壓器的絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力系統(tǒng)最具有潛力的技術(shù)之一,定義集中、高智能化、高精確度為發(fā)展方向。它的硬件技術(shù)發(fā)展與傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、光纖技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),這個(gè)領(lǐng)域的每一項(xiàng)突破性成就都有可能給檢測(cè)帶來發(fā)展機(jī)遇。
參考文獻(xiàn)
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變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文4
引言
隨著科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)正大力推進(jìn)輸變電站的智能化改造，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)輸變電站智能化的核心。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使得輸變電設(shè)備運(yùn)行更加安全可靠，并降低了電能的損失。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，很大程度上促進(jìn)了我國(guó)電力事業(yè)的不斷進(jìn)步。
1、輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)
當(dāng)前，能源緊缺日益嚴(yán)峻，對(duì)供電要求日漸提高，電力系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，電網(wǎng)智能化已成為一種必然的選擇。西方發(fā)達(dá)國(guó)家都加強(qiáng)智能電網(wǎng)研究，并將其上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面。隨著通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展，并取得很大的突破。相較而言，我國(guó)電網(wǎng)智能化研究晚，但是已取得了很多舉世矚目的成就。例如，高壓設(shè)備智能化、紅外線測(cè)溫、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷評(píng)估等已得到了廣泛應(yīng)用。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)是通過持續(xù)供電實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的.周期性或連續(xù)性地自動(dòng)監(jiān)測(cè)。它能夠在各種工作環(huán)境下應(yīng)用，及時(shí)獲取高清晰數(shù)字照片及視頻，通過對(duì)輸變電設(shè)備的監(jiān)測(cè)發(fā)出警報(bào)，并能對(duì)攝像機(jī)錄像、拍照以及方位的調(diào)整等進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，且具有良好的防雷、防塵以及抗電磁干擾能力。由于它的應(yīng)用，將我國(guó)電網(wǎng)供電安全性提升到更高的層次。
2、主要輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
2.1變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
2.1.1變壓器油色譜
在線監(jiān)測(cè)變壓器出現(xiàn)不同的故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的氣體。油色譜在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵就在于油氣分離技術(shù)以及氣體檢測(cè)技術(shù)。其中，油氣分離技術(shù)主要有動(dòng)態(tài)頂空脫氣及滲透膜脫氣；而氣體檢測(cè)技術(shù)則主要是光聲光譜法及氣相色譜。油氣分離技術(shù)的原理是分理出油中溶解的氣體，主要包括薄膜脫氣法和真空和脫氣法，油氣分離技術(shù)的脫氣效率較高，重復(fù)性較好，具有較高的靈敏度。氣體檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)裝置核心部件，它的性能對(duì)于整個(gè)檢測(cè)裝置性能具有決定性作用，它是通過對(duì)各種氣體濃度的測(cè)定，判斷變壓器的內(nèi)部故障和存在的絕緣問題。
2.1.2變壓器局部放電
在線監(jiān)測(cè)變壓器局部放電表現(xiàn)為脈沖型火光放電、非脈沖型輝光放電以及亞輝光放電三種。根據(jù)變壓器局部放電的特征，可以通過脈沖電流法、放電能量檢測(cè)法、超聲波法、射頻法等檢測(cè)方法進(jìn)行判斷。在具體對(duì)放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的選取時(shí)，應(yīng)根據(jù)要求合理選擇。例如，射頻檢測(cè)能夠有效提取變壓器局部放電的信號(hào)，安裝也較為方便，測(cè)量頻率高，但是對(duì)于三相變壓器，它無法起到檢測(cè)作用。再如。放電能量檢測(cè)能夠測(cè)量其他方法難以相應(yīng)的亞輝光放電，但是該方法的靈敏度較差。此外，變壓器局部放電產(chǎn)生的高頻電磁從波特性復(fù)雜，可能會(huì)受到電壓器箱壁及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，所以在具體應(yīng)用時(shí)需要注意該方面的影響。
2.1.3變壓器繞組變形
在線監(jiān)測(cè)繞組是變壓器內(nèi)常見的容易產(chǎn)生故障的部件，而大部分繞組故障是由于繞組變形的原因。對(duì)繞組變形檢測(cè)主要采用的方法有頻率響應(yīng)分析、短路電抗測(cè)試以及振動(dòng)信號(hào)分析三種。其中，頻率響應(yīng)分析是通過對(duì)繞組變形前后產(chǎn)生的電容及電感值的變化進(jìn)行正弦波掃描，反映繞組情況，它的靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，重復(fù)性好。短路電抗測(cè)試是通過空載測(cè)試對(duì)勵(lì)磁電流影響的修正，在線求出短路電抗并進(jìn)行診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)繞組變形問題的在線監(jiān)測(cè)。振動(dòng)信號(hào)分析則是通過振動(dòng)傳感器對(duì)繞組及鐵芯運(yùn)行振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量反映其情況。
2.1.4變壓器鐵心接地電流
在線監(jiān)測(cè)據(jù)統(tǒng)計(jì)，變壓器鐵芯問題也是變壓器故障中出現(xiàn)非常多的一種情況，而變壓器鐵心故障中變壓器鐵心接地又是最為常見的原因。變壓器鐵心接地存在兩種情況，單點(diǎn)接地以及多點(diǎn)接地。接地情況不同，流過接地線電流值也會(huì)產(chǎn)生較大的不同，而根據(jù)國(guó)標(biāo)，接地線電流值不得超過0.1A。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵心接地故障，可以通過穿心電流傳感器監(jiān)測(cè)鐵心接地的電流值。
2.2避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
氧化鋅避雷器出現(xiàn)故障時(shí)多是由于受潮和電阻片的老化，故障通常表現(xiàn)為元件發(fā)熱。氧化鋅避雷器受潮故障初期表現(xiàn)為故障元件發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)非故障元件也會(huì)發(fā)熱，且其發(fā)熱量要高于故障元件。電阻片老化故障通常表現(xiàn)為普遍的元件發(fā)熱，電阻片不同程度的老化，其發(fā)熱程度也不相同。漏電流是避雷器運(yùn)行情況判斷的重要參數(shù)，它也是避雷器在線監(jiān)測(cè)的對(duì)象，監(jiān)測(cè)方法有阻性電流諧波分析法、總泄漏電流法等。其中諧波分析運(yùn)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)以及諧波分析技術(shù)，測(cè)取較準(zhǔn)確的阻性電流基波值。
2.3電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
2.3.1電纜局部放電監(jiān)測(cè)
在工程施工或者生產(chǎn)過程中，交聯(lián)電力電纜可能會(huì)摻入一些雜質(zhì)或殘留一些氣泡，而雜質(zhì)及氣泡擊穿電壓較低，因此在存在雜質(zhì)或氣泡的部位容易產(chǎn)生局部放電。電纜內(nèi)產(chǎn)生局部放電時(shí)，常常伴隨一些現(xiàn)象，如產(chǎn)生超聲波、電脈沖、電磁波或發(fā)光發(fā)熱等，還會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)方應(yīng)出現(xiàn)新的物質(zhì)以及氣壓變化。根據(jù)這些電纜的局部放電特征，監(jiān)測(cè)中采用的方法有超聲波檢測(cè)法、高頻電流檢測(cè)法以及超高頻檢測(cè)法等。其中，超聲波監(jiān)測(cè)法是利用超聲波感應(yīng)器對(duì)局部放電現(xiàn)象中產(chǎn)生的超聲波監(jiān)測(cè)的方法，它不需和高壓電氣相連，能夠在不斷電的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的檢測(cè)，但是該方法聲波衰減較大，因而靈敏度較低，抗干擾能力較弱。超高頻檢測(cè)法利用超高頻傳感器檢測(cè)由于局部放電而激發(fā)的電磁波信號(hào)，判斷電纜是否出現(xiàn)局部放電問題。該方法能夠進(jìn)行局部定位，且傳感器可移動(dòng)，因此十分適合于在線監(jiān)測(cè)。高頻電流法相對(duì)而言，較為簡(jiǎn)單。它僅要對(duì)電纜本體及接電線部分進(jìn)行檢測(cè)即可。我們可將電纜本體視為一根天線，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)效果來看，高頻電流法在檢測(cè)時(shí)會(huì)受到很多干擾，因此，數(shù)據(jù)處理時(shí)需要辨識(shí)出電纜局部放電的脈沖。如電纜局部放電，可通過電纜將脈沖電流接地，因此可將高頻傳感器連接在電纜接地線上，以確定是否產(chǎn)生局部放電。
2.3.2電纜光纖測(cè)溫
通過對(duì)電纜外層溫度的監(jiān)測(cè)，計(jì)算電纜線芯的溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電纜輸電能力進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的作用。光纖測(cè)溫的原理是從光纖一端攝入激光脈沖，光脈沖會(huì)沿光纖傳播，而在光纖每一點(diǎn)進(jìn)行傳播時(shí)均會(huì)發(fā)生反射，而喇曼散射反射光則會(huì)反向傳播，最后回到入射端。喇曼散射反射光強(qiáng)度與反射點(diǎn)溫度是密切相關(guān)的，它會(huì)攜帶反射點(diǎn)溫度信息。目前常用的光纖測(cè)溫方法有光纖光柵測(cè)溫方法以及分布型光纖測(cè)溫方法。光纖光柵測(cè)溫是根據(jù)光纖材料所具有的光敏特性通過光纖傳感器對(duì)光纖芯進(jìn)行溫度測(cè)定，把寬光譜光經(jīng)反射作用成為單色光。反射光中心波長(zhǎng)與光纖芯的有效折射率相關(guān)，而有效折射率則會(huì)受到溫度的影響，因此對(duì)波長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)就可以判斷光纖光柵溫度變化情況。分布型光纖測(cè)溫方法在電纜內(nèi)部或保護(hù)層表面安置光纖，再通過光纖熱傳感測(cè)量電纜表面或表層溫度的分布情況，它具有較強(qiáng)的抗干擾能、較高的精度以及較好的兼容性。
3、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前，我國(guó)正處于高速發(fā)展的階段，各行各業(yè)都有著巨大的用電需求，供電的安全可靠性是滿足用電需求的重要方面。為了確保輸變電設(shè)備的正常運(yùn)行，需要通過在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備中存在的安全故障，并及時(shí)解決，從而確保電力運(yùn)行的穩(wěn)定。目前，我國(guó)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然有很大的技術(shù)提升空間，只有通過不斷的技術(shù)研發(fā)，才能加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸變電設(shè)備中的運(yùn)用，為輸電、用電的安全保駕護(hù)航。
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