利用超高频传感器(UHF)在线实时监测站内变压器的局部放电

变压器是变电站重要设备之一，其绝缘状态一直是运行维护人员的重要检测对象，局部放电是直接反应变压器绝缘故障典型参数，而针对变压器局放的监测方法很多，如超声法，脉冲电流法，色谱分析（DGA）超高频法（UHF）等，目前使用最多的是脉冲电流法，也是根据IEC-60270相关标准规定实施，能实现对放电量的大小进行标定。目前出厂试验及投运前对变压器的放电量监测也主要是根据此方法进行测量。但是现场由于电晕及其他放电干扰很多，很难将其滤除，导致系统误判率较高。超声波法是目前应用最广泛的变压器局部放电在线检测方法，且能够进行放电源的定位。但由于变压器复杂的内部结构和变压器的外壳对局部放电超声波信号的严重衰减，使得超声波检测的灵敏度很低，有时无法在现场有效地检测到信号。UHF法是在此基础发展起来的一种监测方法，特点是监测频带较高（300MHz以上），抗干扰能力较强，缺点是 无法对放电源进行有效标定。

UHF测变压器超高频局放是由原来脉冲电流法测局放发展而来一种先进的测试局放方法，由于在较高频带上测量，能有效抑制各种低频干扰，所以是目前发展较快的测试局放的手段。国电西高研发的GDPD-PTU/OL变压器局

放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第

1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统电力变压器局放在线监测最经济可靠的解决方案。

一、关于变压器局部放电方面的研究

变压器内部的绝缘在运行中，长期处于工作电压的作用下，特别是随着电

GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统

压等级的提高，绝缘承受的电场强度值将趋高，在绝缘薄弱处很容易发生局部

在对绝缘材料将产生较大的破坏作用。

局部放电可使邻近的绝缘材料受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏，由放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀老化，电导增加最终导致热击穿。

变压器内部绝缘的老化及损坏，多半是从局部放电开始的。产生局部放电的原因是电场过于集中于某点，或者说某点电场强度过大。目前检测变压器局部放电故障的主要方法是：UHF特高频监测法、脉冲电流局部放电量测量法(脉冲电流法)、超声波局部放电测量法(超声波法)、电流传感器检测法和油中气

、开展对变

压器局部放电实施在线监测、结合智能化诊断的专家系统分析变压器绝缘状态、及时确定绝缘缺陷的性质就显得越来越重要。

二、系统功能指标

1、技术指标

系统检测频带：0.3GHz-3GHz；

? 最小可监测：实验室-80dBm放电量，动态范围70dBm；

? 系统可测放电量、放电相位、放电次数，放点脉冲分辨率小于10μs，并可按照客户要求提供有关统计参数；

? 系统能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ，N-Q）及三维（N-Q-φ)放电谱图；

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GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统

? 系统积累了近对放电谱图提取了56个特征量，通过自适应遗传算法和人工神经网络算法进行模式识别，通过经验值的积累可对变压器内部的几种典型局放类型进行模式识别。

? 提供放电发展趋势分析、设置报警、进行历史查询以及打印报表等多项功能； ? 系统可定时自动启动监测，实现整个监测过程自动化，也可人工实时启动及关闭监测系统； ? 电源：AC220V市电

2、系统功能特点

GDPD-PTU/OL变压器局部放电在线监测系统可对同一变电站的多台变压器同时进行在线监测，指采用特定的传感器检测局部放电所产生电磁波信号的方法。测量其，实时反映运行变压器的绝缘状态。对于箱体内异物、内部绝缘受潮或损伤、油箱沉积油泥、可以通过局部放电的监测来发现。系统对监测结果建立状态监测数据库，进行数据管理、分析、统计、整合，为设备的状态检修提供决策依据和辅助分析等功能。

1．系统是应用UHF频段进行局放监测，能有效地避开电晕等干扰信号的影响，克服传统局部放电在线检测抗干扰能力差的缺点，大大提高了系统的灵敏度、可靠性以及抗干扰能力。

2．UHF传感器是由变压器、电抗器油阀深入油箱内的超宽频带的传感器，采用特殊材料处理，对变压器油无污染，安装方便，耐高温、密封好、无漏渗。

3．本系统采用高频滤波检波技术，降低了采样频率，实现了在100Mbps速率下，能采集到信号的幅度和放电位置，保证了系统的可测精度，也大大降低了对硬件的技术要求和难度。

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GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统

4．设计了三级报警功能，手机短信报警功能可以在任意时刻发给指定值守人，实时监测变压器、电抗器的局放状况。

5．本系统具有远传数据远传功能，把测试最终数据通过局域网接口，到运行维护人员的操作平台上。

四、技术要求

1、通用技术要求

在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。 2、一致性功能

应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线，采用统一的通信协议和数据格式，应具备时间同步功能。上传数据应遵循DL/T 860通信协议。在线监测装置传输的数据内容和方式， 3、外壳防护性能

装置户外部分应满足IP55要求，户内部分应满足IP51要求。 4 、连续通电

监测装置完成调试后，应进行72h（常温）连续通电试验。要求试验期间，测量准确度及性能应满足技术要求的规定。 5、结构及外观

a) 装置应采取必要的防电磁干扰的措施，外露导电部分应在电气上连成一体，并可靠接地；

b) 应满足发热元器件的通风散热要求；

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