Что такое онлайн-мониторинг частичных разрядов трансформатора? Принцип частичного разряда и метод обнаружения

• Определение локализацииЧастичный разряд - это явление разряда, возникающее в локальной области изоляции трансформатора, но не по всей изоляционной среде. Это ранний признак ухудшения изоляции, который, если не принять меры, будет развиваться вплоть до пробоя изоляции.
• Метод онлайн-мониторингаСистема онлайн-мониторинга частичного разряда трансформатора посредством установки на корпусе трансформатора датчика, 24 часа в сутки фиксирующего локальный разряд, генерируемый ультразвуковыми, высокочастотными токовыми и сверхвысокочастотными электромагнитными волновыми сигналами, для достижения неинтрузивного мониторинга в режиме реального времени.
• Объединение нескольких датчиковОдин датчик может улавливать только часть частотных диапазонов сигналов локальной эмиссии, современные системы мониторинга локальной эмиссии обычно используют комбинацию ультразвуковых + высокочастотных токовых + сверхвысокочастотных датчиков "три в одном", охватывающих более широкий диапазон частотных диапазонов обнаружения.
• диагностическое картирование: Система преобразует сигналы ЧР в 3D-профиль PRPD (Phase Resolved Partial Discharge Profile) и PRPS (Phase Resolved Pulse Sequence Profile), определяя тип и степень тяжести разряда по характеристикам профиля.
• Безостановочная установкаНеинтрузивный монтаж датчиков - ультразвуковые датчики устанавливаются на внешней стороне бака трансформатора, а высокочастотные датчики тока - на проводе заземления, что исключает необходимость отключения питания.

1. Механизмы частичных разрядов

Изоляционная система трансформатора состоит из различных материалов, таких как изоляционное масло, изоляционная бумага и изоляционный картон. В процессе производства могут оставаться крошечные воздушные зазоры или примеси, и в процессе эксплуатации изоляционные материалы постепенно стареют и образуют дефекты. Когда напряженность электрического поля в этих дефектных областях превышает напряженность поля местного пробоя, происходит частичный разряд.

Хотя энергия частичных разрядов гораздо меньше, чем энергия полного пробоя, каждый разряд вызывает небольшие необратимые повреждения изоляционного материала. Накапливаясь в течение длительного периода времени, эти небольшие повреждения постепенно увеличиваются и в конечном итоге приводят к полному разрушению изоляционной системы. Этот процесс может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет, оставляя достаточно времени для раннего предупреждения, которое можно отслеживать в режиме онлайн.

2. Три основных метода обнаружения

3. рабочий процесс для мониторинга локализованных выбросов

3.1 Получение сигнала

Датчик непрерывно принимает сигнал локального разряда, генерируемый внутри трансформатора. Система поддерживает многоканальный одновременный сбор данных (обычно 4 или 6 каналов), а высокоскоростная плата сбора данных оцифровывает сигнал с высокой частотой дискретизации, чтобы обеспечить захват полной формы импульса ЧР.

3.2 Разделение и фильтрация сигналов

В окружающей среде подстанции присутствует большое количество электромагнитных помех - сигналы мобильных телефонов, раций, переходные процессы при коммутационных операциях и т. д. могут вызывать отклики на датчики. Система отделяет реальный сигнал локального разряда от помех окружающей среды с помощью цифровой фильтрации и алгоритмов распознавания образов, что является одной из основных технических сложностей системы мониторинга локальных линий.

3.3 Построение и диагностика графиков

Разделенные ЧР-сигналы подсчитываются в трех измерениях: фаза, амплитуда и частота повторения для создания трехмерной карты PRPD. Различные типы разрядов (внутренние разряды, поверхностные разряды, коронные разряды, взвешенные разряды) имеют различное распределение признаков на карте PRPD, и диагностический алгоритм определяет типы разрядов соответствующим образом.

3.4 Отслеживание тенденций и оповещения

Система постоянно отслеживает изменения амплитуды сброса, частоты сброса и типа сброса и автоматически подает сигналы тревоги для уведомления эксплуатационного персонала, когда показатели превышают установленные пороговые значения или когда тенденция аномально ускоряется.

4. Значение местного радиомониторинга

Частичные разряды - это самый ранний обнаруживаемый сигнал о повреждении изоляции трансформатора. В то время как масляная хроматография видит химические продукты повреждения, а температурный мониторинг - тепловые эффекты повреждения, локальный мониторинг разрядов видит непосредственно само событие разряда - это самый ранний сигнал на временной шкале.

Для трансформаторов, где проблемы с изоляцией являются основным риском (например, старые трансформаторы, трансформаторы, подверженные частым ударам перенапряжения), мониторинг локальных разрядов обеспечивает наиболее чувствительное раннее предупреждение. К моменту обнаружения ацетилена методом масляной хроматографии разряды могут быть достаточно сильными, а локальный мониторинг разрядов позволяет уловить сигналы на начальной стадии разряда.

5. часто задаваемые вопросы

5.1 Вопрос: Что важнее - локальный мониторинг выбросов или хроматографический мониторинг нефти?

О: Эти два метода охватывают разные размеры разлома и не являются взаимозаменяемыми. Местный разряд рассматривает непосредственно событие разряда, в то время как масляная хроматография рассматривает газовые продукты, образующиеся в результате повреждения. При разрядах, вызванных дефектами изоляции, локальный разряд обнаруживается раньше, а при перегреве более эффективна масляная хроматография. Идеальное решение - использовать оба метода вместе.

5.2 В. Высока ли частота ложных срабатываний при местном радиомониторинге?

A: Ранние системы локального радиомониторинга имели проблему высокой частоты ложных срабатываний, в основном из-за сложной электромагнитной обстановки и множества помех на объекте. С развитием технологий цифровой фильтрации и распознавания образов возможности современных систем по подавлению помех значительно улучшились. Мультисенсорная перекрестная валидация также помогает снизить частоту ложных тревог.

5.3 В. Должны ли все три теста использоваться одновременно?

О: Не обязательно. Комбинация из двух датчиков - ультразвукового + высокочастотного токового - уже может удовлетворить потребности большинства сценариев. Метод УВЧ обладает более сильной защитой от помех, но более сложен в установке и обычно используется для критически важных трансформаторов или объектов с особенно сложной электромагнитной обстановкой. Комбинация датчиков может быть выбрана в соответствии с реальными потребностями трансформатора и условиями площадки.

5.4 Вопрос: Требует ли установка датчиков локального разряда отключения трансформатора?

О: Ультразвуковые датчики и высокочастотные датчики тока могут быть установлены без отключения питания. Ультразвуковой датчик устанавливается непосредственно на стенке бака, высокочастотный датчик тока может быть установлен на проводе заземления. Дополнительные высокочастотные встроенные датчики должны быть предварительно установлены при изготовлении трансформатора или установлены во время обслуживания при отключении электроэнергии.

5.5 В: Как читать карту местных сбросов? Как определить тип разряда?

О: Горизонтальная ось диаграммы PRPD - это фаза промышленной частоты, вертикальная ось - амплитуда разряда, а цвета обозначают частоту разряда. Внутренние разряды обычно появляются в первом и третьем квадрантах фазы, разряды вдоль поверхности распределены более широко, а коронные разряды сосредоточены вблизи пика напряжения. Диагностическое программное обеспечение автоматически маркирует тип разряда, а эксплуатационный персонал может также делать эмпирические выводы по морфологии графиков.

6. Рекомендации по выбору

6.1 Главный трансформатор 220 кВ и выше рекомендуется оснащать программой "три в одном": ультразвук + ток высокой частоты + УВЧ.

6.2 Для распределительных трансформаторов общего назначения предлагаются решения с одним ультразвуковым датчиком, которые являются менее дорогостоящими и простыми в установке.

6.3 Выбирайте систему с возможностью диагностики с использованием слияния нескольких датчиков, а не просто отображения данных нескольких датчиков рядом друг с другом.

Отказ от ответственности: Содержание этой статьи предназначено только для технического обмена и ссылок, и не является какой-либо формой обязательств по закупкам или предложением контракта. Технические параметры, конфигурация и цена продукта определяются фактическим контрактом и техническим соглашением. Технические данные и примеры, приведенные в данной статье, взяты из публичной информации и инженерной практики, если они обновляются без уведомления.

Вам нужно решение для мониторинга локальных линий трансформаторов? Обращайтесь в Inotera за индивидуальными предложениями по конфигурации и технической поддержкой. Горячая линия: 13959168359 (Wechat с номером).