電力變壓器繞組熱點(diǎn)狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2019-07-13 17:23:03來(lái)源:
TM835文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A,引言大型變壓器運(yùn)行時(shí)內(nèi)部溫度分布不均勻,如過(guò)載運(yùn)行時(shí)油溫雖為允許值,但變壓器熱點(diǎn)溫度可能很高,導(dǎo)致局部絕緣老化擊穿而損壞變壓器因而,變壓器熱點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)備受重視比較熱區(qū)達(dá)到溫度是變壓器負(fù)載的比較主要限定因素,應(yīng)盡力準(zhǔn)確測(cè)出4熱點(diǎn)產(chǎn)生機(jī)理的復(fù)雜性及熱點(diǎn)位置的不確定性使其在線監(jiān)測(cè)仍未比較終解決。本文綜述當(dāng)前各種繞組熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)方法的現(xiàn)狀并探討些新技術(shù)在其中的應(yīng)用,展望其前景。
1在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀目前繞組熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)普遍采用以下3種方法1.1熱模擬測(cè)量法熱模擬測(cè)量法以繞組熱點(diǎn)溫度=拉,+ 1為基硫式中,為銅油溫差;為頂層油溫;尤為熱點(diǎn)系數(shù)。1的測(cè)試系統(tǒng)用丁人獲取電流7正比于負(fù)荷,流經(jīng)溫包內(nèi)特別設(shè)計(jì)的加熱元件以獲取,加上。即為繞組熱點(diǎn)溫度2!
熱模擬法測(cè)量的前提是變壓器油箱頂層繞組內(nèi)頂層油溫和變壓器油溫近似,這不適合多路系統(tǒng)變壓器;且模擬產(chǎn)生的附加溫升4,雖己校準(zhǔn),但運(yùn)行繞組的溫升過(guò)程與模擬不盡相同,誤差較大,法國(guó)電網(wǎng)己停用該測(cè)溫裝置3.分析熱模擬法測(cè)量誤差后認(rèn)為2嚴(yán)格設(shè)計(jì)與選型熱模擬繞組溫度1.2直接測(cè)量法直接測(cè)量法在變壓器靠近導(dǎo)線部位或?qū)Ь€線餅中預(yù)埋測(cè)溫傳感器,直接測(cè)量繞組的熱點(diǎn)溫度。傳感器有聲頻結(jié)晶石英瑩光紅外輻射激發(fā)式鎵砷化合物晶粒光致發(fā)光傳感器等多種形式4埋入方法有多點(diǎn)埋入及穿越流道間隙及只埋在線餅間隙流道出口處等多種。美國(guó)乙公司的丁5型瑩光式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng),測(cè)溫范圍,20反,分辨率0.火,準(zhǔn)確度士2,廣泛用于人86 0等公司的變壓器中。沈陽(yáng)變壓器廠1984年開(kāi)始研究光纖測(cè)溫儀,以半導(dǎo)體砷化鎵為敏感元件,實(shí)測(cè)多臺(tái)變壓器熱點(diǎn)溫度,取得了定的成果5.
直接測(cè)量結(jié)果真實(shí),但繞組內(nèi)埋設(shè)傳感器對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求更高,容易影響變壓器正常運(yùn)行;且由于繞組熱點(diǎn)位置不確定,傳感器埋設(shè)處不定是比較熱點(diǎn),測(cè)量結(jié)果可能并非繞組的熱點(diǎn)溫度1.3間接計(jì)算法間接計(jì)算法指國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)根據(jù)變壓器簡(jiǎn)化熱特性分布模型,結(jié)合各國(guó)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)制定的化0 354負(fù)載導(dǎo)則中給出的熱點(diǎn)溫升計(jì)算公式來(lái)確定變壓器熱點(diǎn)溫度。不同冷卻方式計(jì)算公式為自然冷卻額定負(fù)荷下頂?shù)撞繙厣?.為額定負(fù)荷下油平均溫升偉為熱點(diǎn)對(duì)繞組頂部的溫升尤為負(fù)載系數(shù);1為油溫指數(shù);7為繞組溫度指數(shù);及為額定負(fù)載下負(fù)載損耗與空載損耗之比可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)荷電計(jì)厲,1入1能在緩咣測(cè)熱點(diǎn),鹿比較直接測(cè)量和間接計(jì)算法的結(jié)果顯間接計(jì)算法可在定準(zhǔn)確度下確定繞組熱點(diǎn)的溫度,但該法的理論基礎(chǔ)建立在簡(jiǎn)化模型上,而變壓器的實(shí)際運(yùn)行和簡(jiǎn)化模型必定不同,因此測(cè)量結(jié)果只能在走程度1反映出變壓器繞組的熱點(diǎn)狀態(tài)2新技術(shù)的應(yīng)用21新型測(cè)溫傳感器的研究與傳統(tǒng)的機(jī)電類傳感器相比。光纖傳感器抗屯磁擾耐高溫體積小。絕緣性能良好。用來(lái)在線監(jiān)測(cè)繞組熱點(diǎn)是直接測(cè)量法中的發(fā)展方向針對(duì)傳感器埋點(diǎn)不定是繞組比較熱點(diǎn)的問(wèn),提出了種分布式光纖測(cè)溫傳感器以實(shí)時(shí)測(cè)量溫度場(chǎng)分布,決了熱點(diǎn)位置不確定性對(duì)測(cè)量的影晌傳感器在2長(zhǎng)的光纖上可采集1000個(gè)點(diǎn)的溫度信息,測(cè)溫范圍50150,測(cè)溫準(zhǔn)確度±2,光纖覆以特殊金屬涂復(fù)層還可擴(kuò)展測(cè)溫范圍到60,1似費(fèi)1吊貴且安裝復(fù)雜,光纖的機(jī)械特性無(wú)足夠的可靠性。利用光纖光柵傳感器長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)繞組熱點(diǎn)溫度的準(zhǔn)確度達(dá)±犯7,利用波分復(fù)用技術(shù)在根光纖中串接多個(gè)扮8光柵即可實(shí)現(xiàn)溫度的分布式測(cè)量,但價(jià)格昂貴安裝不便限制其應(yīng)用。文8膜出了種新穎的光纖溫度傳感器設(shè)計(jì)方案,以篩選過(guò)的參考液體持代部分光纖粗運(yùn)由于參考液體的折射率和光纖覆層的不同,且折射率隨溫度變化。從而導(dǎo)致通過(guò)光纖的光功率變化。測(cè),光功率器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)笨?jī)r(jià)格低廉,很適合熱點(diǎn)溫度的在線監(jiān)測(cè)。但仍是點(diǎn)測(cè)量,不能實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)測(cè),仍存在熱點(diǎn)位置+確定帶來(lái)的測(cè)量誤差22綜介判斷方法的研究繞組熱點(diǎn)溫度14時(shí),油中溶解氣體及糠酸含量分析則是判斷變壓器低溫過(guò)熱的有效方法14正比似法或其它有效判斷準(zhǔn)則能較準(zhǔn)確判斷低溫過(guò)熱故障;在工廠溫升實(shí)驗(yàn)中,利用0只評(píng),12,6的判斷準(zhǔn)則也有滿意的結(jié)果;糠酸含量測(cè)量可判斷繞組低溫過(guò)熱,但實(shí)用靈敏度尚待提高文外人為間接計(jì)算法可較準(zhǔn)確測(cè)量繞組熱點(diǎn)溫度,但繞組熱點(diǎn)正常溫度隊(duì),140,時(shí),油氣分析對(duì)判斷繞組熱點(diǎn)狀態(tài)很有價(jià)值,兩方法結(jié)合,在全域內(nèi)判斷熱點(diǎn)溫度利用分子篩分離汕氣時(shí)間短,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合氣體中各組分的準(zhǔn)確。在這些工作的姑礎(chǔ)1建立了熱點(diǎn)溫2.3人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)綜合判斷的比較好工具是人工智能技術(shù),2模型191中廠負(fù)電流7為底層油溫4心分別為42,的體積分?jǐn)?shù),Mcn為模糊集合正常偏高過(guò)高,付1中各校糊子圯的炎屬函數(shù)特征提取單元,屬函數(shù)生成單元模糊推理單元1感!
監(jiān)測(cè)特征氣體接感器陣綻合判斷模型先通過(guò),屬函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算各輸入?yún)⒘康哪:`屬度。然后將其送入模糊推理凋經(jīng)絡(luò)推珊,給出各模糊干集的隸4度。比較后依據(jù)比較大隸屬度原則給出熱點(diǎn)狀態(tài)的判斷結(jié)論。實(shí)例驗(yàn)證針對(duì)過(guò)載時(shí)現(xiàn)有模型及其修正算法不能給出準(zhǔn)確的熱點(diǎn)溫度結(jié)果,文10利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的過(guò)載時(shí)熱點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)校型能根據(jù)實(shí)際情況增減網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào),靈活性與可靠性有較大提高3結(jié)論分析當(dāng)前變壓器繞組熱點(diǎn)多種監(jiān)測(cè)方法可知;1.熱模擬測(cè)量法由于原理上的+足。測(cè)誤差較大,將來(lái)的工作重點(diǎn)應(yīng)放在提高間接計(jì)算法的測(cè)量精度以及改善直接測(cè)量法的方案設(shè)計(jì)上1.間接計(jì)算法應(yīng)綜合考慮多種因素的影響,結(jié)果才能更可靠而直接測(cè)量法比較有前途,分布式溫度測(cè)量裝置原理比較先進(jìn),降低其安裝的復(fù)雜性及費(fèi)用,提高運(yùn)行可靠性是研宄重點(diǎn),2陸萬(wàn)烈,夏業(yè)勤。變壓器繞組溫度測(cè)量的熱模擬誤差3陳淑謹(jǐn),王世閣,劉富家。變壓器繞組熱點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)裝置4朱英浩。探測(cè)繞組低溫過(guò)熱的方法力。變壓器,1995,32 5牟氏江。用光纖技術(shù)直接測(cè)量變壓器繞組熱點(diǎn)溫度網(wǎng)絡(luò)模糊推理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)6張?jiān)谛?,金仁株,郭寧,等。新型分布式光纖拉曼光子溫度傳感器系統(tǒng)幾物理實(shí)驗(yàn),2,03,23138上接第7頁(yè)6交直流線路不對(duì)稱故障和操作的相互影響交流線路發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),其相電壓和電流在故障過(guò)渡過(guò)程中快速變化且不平衡,對(duì)直流線路的電磁感應(yīng)比正常運(yùn)行時(shí)影響大得多。某直流工程的計(jì)算結(jié)果明,交流線路單相接地故障時(shí),每1姒路屯流比正常運(yùn)廳時(shí)好,穩(wěn)態(tài)工作屯流在直流線路產(chǎn)生的,1大10多倍。500單相短路電流1般達(dá)兒到幾十1.因此在故陷過(guò)代中流過(guò)換流變線圈的直流分量為正常運(yùn)行時(shí)的幾十倍,達(dá)數(shù)單相開(kāi)斷產(chǎn)卞的小于單相接地故障亦仍大于正常值10多倍交流線路正常和后備保護(hù)清除故障時(shí)間般50018,因而換流變嚴(yán)屯偏磁的時(shí)間很短,不會(huì)造成換流變過(guò)熱等位害+付稱故障期間換流變會(huì)發(fā)出較大的低頻噪聲,產(chǎn)生震動(dòng)直流線路的要故吣為單極接地故障故障期間通過(guò)電磁感應(yīng),在交流線路上產(chǎn)生過(guò)電壓并導(dǎo)致電壓諧波分量增大某直流工程計(jì)算出的交流線路感應(yīng)過(guò)屯壓僅1.1倍,牛不威脅交流系統(tǒng)的絕緣直流單極接地故障期間約工頻23周波,交流線路電壓的諧波總畸變量由0.2,至6.秘,但持續(xù)時(shí)間短,不影響正常運(yùn)行。
叮,交直流線路因操作產(chǎn)卞的相互影響體現(xiàn)過(guò)電壓和諧波七,具體大小閃各程而異。
7降低交直流線路相互影響的措施1增大交直流線路間的耦合距離;2減小費(fèi)合長(zhǎng)度;3耦合段內(nèi)交流線路導(dǎo)線取角排列;4架空地線采用連續(xù)接地,耦合段內(nèi)均勻換位其中12儒更改線路路徑,大線路走廊;4肢經(jīng)濟(jì)。
9常炳國(guó)?;谀:齻鞲衅飨到y(tǒng)的電力變壓器熱點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研宄西安西安交通大學(xué),2000錢政1973年生,博±,副教授,主要從事電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷高壓測(cè)試及技術(shù)等研究8結(jié)論;1.廊道架設(shè)的交流線路在每極貞流線1感性耦合,產(chǎn)生縱向感應(yīng)電勢(shì),容性耦合則產(chǎn)生工頻對(duì)地電壓前者較后者產(chǎn)生的工頻感應(yīng)電流分量大,粗略計(jì)算可忽略工頻對(duì)地電壓的影響。
1.計(jì)算工頻感應(yīng)電流的方法可采用等效電勢(shì)法和交直流線路耦合模型法前者用于工程建設(shè)初期的設(shè)計(jì)中,估算每極直流線路工頻感應(yīng)電流,計(jì)算結(jié)果偏嚴(yán),增加投資。荇則用于已知線路路徑及沿直流線同廊道架設(shè)的交流線路中,計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確進(jìn)入換流變網(wǎng)側(cè)各相的直流分量與直流線路上工頻感應(yīng)電流的幅值和相角有關(guān),比較大直流分量為直流線路上工頻感應(yīng)電流峰值的0 4直流線路的工頻感應(yīng)電流的允許值與其他原因引起的流過(guò)換流變繞組的直流電流大小和換流變所允許的比較大直流偏磁分量等因素有關(guān),需經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較才能確定。
6耦合段內(nèi)交直流線路操作和不對(duì)稱故障會(huì)引起換流變短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重偏磁,并在交直流線路上產(chǎn)生過(guò)電壓和諧波降低同廊道架設(shè)的交直流線路相互影響比較有效的措施是增大耦合距離,減小耦合長(zhǎng)度和在尤合段內(nèi)交流線路導(dǎo)線均幻換位,1周沛洪等。廣直流工程同廊道架設(shè)的交直流線路相互影響的研宄武漢武漢高壓研究所,2002 2浙江,學(xué)發(fā)電教研室。流輸屯科研組。直流輸電加1.
北京電力工業(yè)出版社。呢2周沛洪1949年生,教授級(jí)高工,從事過(guò)電壓和絕緣配合高電壓測(cè)