【《变压器局部放电检测分析现状文献综述》2600字】

变压器局部放电检测研究现状文献综述1国外研究现状据相关记载指出，目前国外关于局部放电检测技术的研发，是要领先于国内的。一九四零年，研制技术的人员们首次把超声波测量技术投入于测量电力设备的局部放电。但被限制于当时比较落后的电力电子技术，再加上当时的传感器原有的功率转换效率较低，使得仪器检测灵敏度达不到预期要求。直到1950至1960年间，欧美、东南亚等不少国家的技术人员继续倾注大量科研资金，并研制许多测量局部放电的仪器。一九八零年，和研究初期阶段相比，此时的信号处理技术和电力电子技术都有了质的飞越，比如，知名的德国Vallen和美国PhysicalAcoustics等企业就相继发布了声发射信号传感器产品，其功能主要是可以增强对超声波检测的敏感度和抗干扰能力。因此，由于传感器的优化与改进，超声波测量技术已在电力设备的实际测量中被大量应用[6]。一九九零年，随着科技的进步，超声波检测局部放电技术的应用在电力设备研究中再次有了显著的进展，那时的科研工作者们通过对对超声波信号在电力设备中的传播为实验，并取得了初步的原理和规律[7,8]。基于以上研究，一些研究人员还发现了当设备的故障类型不同时，与之对应的超声信号的时域和频域频谱图也不相同。因此，研究人员进一步采用超声波检测方法来分析谱图的差异，最终发现该方法能够诊断电力设备内部是否存在故障。进入2000年后，对于局部放电信号的超声波检测法研究有了明显的进步。2000年，为了进一步改进超声波检测技术，来自澳大利亚的研究机构Siemens的研究人员首次对超声局部放电典型信号的扩散和衰减进行了比较，并对比较结果进行了分析。2005年，基于对局部放电信号的优化处理，德国科学家KurtFeser和EkardGrossman大胆创新，利用二维傅里叶变换原理，通过数学模型公式处理局部放电信号，并成功改进了局部放电的超声波检测方法，使检测灵敏度提高到10pC。同年，来自韩国的科学家总结了其他研究人员对于局部放电信号的改进处理的方法，结合自己的一些研究发表了一篇关于电力变压器超声信号和局部放电噪声分析的论文[9]。经过多年的研究，挪威著名公司TransiNorAs的研究人员设计了一种超声波局部放电真空隔离分析仪[10]。该仪器主要通过测量设备内的突出物体、漂浮物、自由移动的颗粒和静止的颗粒来检测局部放电。该仪器的优势是操作简易便捷,可以随时对已出现故障的电力设备进行局部放电测试，测量结束后仪表会自行解析并得到简单易懂的报告，最后还会提供详尽的调整意见和解决办法。虽然目前该仪器使用方法已经非常人性化，而且对用户的专业技术水平要求也非常低，但是因为该仪器仅能用来测量某些特殊模型的局部放电，导致其泛用性并不强，应用场合少。在二十世纪初，英国Strathclyde学院的科研人员Judd利用电磁效应来测量装置中的局部放电，其工作机理是将有限时域差分和有限元相结合分析的方法并且利用数学分析求解，以便进行对局部放电讯号的测量[11]。基于局部放电所产生的电场模型构造繁杂，频谱特征繁多且很容易产生变化，因此Judd通过运用差分方程表达式描述了局部放电信号的运动过程。最后的试验结果也证实了该方法对于测定局部的放电信号变化有着重要性。在同一时期，日本研究人员川田利用了电磁波在不同的局部放电条件下会产生不同的频谱特征的基本原理，运用小波分析测算出了电磁波在较广频谱区域内产生的动态频率图谱效应特征[12]，并通过选择在Gabor函数中能够用作母小波的真实部，从而能够有效测量出由局部放电电流所形成的电磁波波形以及经过小波变换后的实际放电电流波形。经过两年的打磨，日本研究人员川田又开发出了一个超宽频带UHF的无线电抗干扰控制系统，该控制系统的功能是为了定位当电力设备在正常工作中，出现局部放电时的实际放电位置[13]。近年来，除了电力电子技术和信号处理取得重大进展，光纤技术的快速发展逐渐被研究人员们所重视，一些研究人员尝试着利用光纤本身或对外部敏感的元件将超声波信号转换为光强信号，以及利用光敏元件进行超声波局部放电检测，这一发现使得检测灵敏度再次得到了巨大提升。直到现在的22世纪，超声波光学检测技术仍在被使用，通常采用法布里-珀罗、迈克尔逊和马赫-泽恩德等三种干涉原理作为该检测法的依据[14,15]。2国内研究现状中国从七十年代就有不少电力科学研究人员倾注巨大心血研发局部放电测试技术。由于局部放电量十分的微弱，且容易遭受外部各种因素的影响，加上当时有关局部放电基础理论还没有完备，这给研制技术人员提出了不少问题和挑战，且研究进展速度缓慢,在实际使用中仍面临着测量灵敏度低下，易受外部影响的问题。尽管当时的限制条件特别多，而我国的研究人员并没有被这些困难挫败，再投入了大量的精力和财力后，依旧取得了令人欣喜的研究成果。国网电科院武汉南瑞的科研技术人员，经过多年的研究设计出了JFD系列超声波定位与测量系统，该系统使用了性能强悍的处理器和敏感度超高的感应器，并与软硬件互相合理配合从而使检测精度大幅度提升。针对中小型变压器进行局部放电测量时，可以把定位偏差限制在十几厘米范围内，同时该系统还可以测量局部放电量低于二百皮库仑的超声波信号[16]。不仅如此，我国许多所高校也对局部放电检测的研究做出了可观的贡献。近年来，北京清华大学的高压输电线与绝缘技术研究院设计了一种主要用于发电厂的局部放电检测系统，这套检测系统主要使用了脉冲电流法对发电厂实现了局部放电监测，同时系统中还使用了先进传感器技术、信息收集和处理技术及计算机，可以对释放信息进行计算、大数据分析、特征提炼，以及故障诊断模型辨识。上海交通大学在对局部放电在线监测技术的研发中，引入了数字信号处理器来对所收集的数据进行处理分析，在放电讯号的数据收集上也获得了很大的提高。来自华北电力大学的吴立增老师，利用灰色理论分析了电力变压器在未来的工作状况,并利用贝叶斯网络通过对历史、当前以及预测未来状态进行综合处理,来确定变压器的工作状况。这种方式极大地提高了状态评估的精确度，但评估结果对变压器未来状况的预估精度有严苛的规定，存在很大的依赖性[17]。来自吉林省高校的郑蕊蕊教授等人运用了灰色理论对变压器设备的绝缘故障程度做出了分类，该办法是运用灰色理论对没有标准故障模式的设备绝缘故障状况做出了分类识别[18]。尽管超声波法已经发展的十分先进了，但该方法对使用的要求仍有一定的局限性，例如多用于单一源的定位、不能判断局放的严重性、主要用