變壓器局部放電信號的提取是成功進行變壓器絕緣狀態(tài)診斷的基礎(chǔ)。目前，已有眾多的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)投入運行，但監(jiān)測效果都不太令人們滿意。其中的原因之一，就是對變壓器內(nèi)部的局部放電信號的傳播特性認識較為粗略，現(xiàn)普遍將局放信號的傳輸路徑看作是一純的容性網(wǎng)絡(luò)，對繞組及其變壓器所連外聯(lián)設(shè)備的影響沒有作深入的研究。這樣做一方面僅僅只能在一定的誤差范圍內(nèi)測到局部放電的視在放電量，忽略了其中所包含的更豐富的信息；另一方面，由于繞組對局放原始信號的畸變作用，某些監(jiān)測結(jié)果可能是錯誤的。因此，為了選擇信號失真小、幅度強的在線監(jiān)測頻帶、最佳的監(jiān)測點，以便更有效地提取局放信號和更好的識別各種放電類型，有必要深入分析和研究局部放電信號在電力變壓器中的傳播特性。
由于變壓器是繞組類設(shè)備，變壓器內(nèi)部的局部放電信號將經(jīng)繞組向兩端傳播至監(jiān)測裝置，從而導(dǎo)致作為故障診斷基礎(chǔ)信息的放電脈沖信號發(fā)生一定程度的畸變。在電力變壓器中由絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電源可能位于繞組高壓引線、繞組端部的絕緣屏、繞組對地絕緣、匝間絕緣或油中雜質(zhì)。而局部放電又可能是氣泡放電、尖端放電或沿面放電等多種類型。目前在變壓器局部放電離線試驗中，普遍采用以視在放電量的大小作為判斷故障程度的標準。但視在放電量的大小與監(jiān)測系統(tǒng)的頻率響應(yīng)以及放電點至測量點之間的傳遞函數(shù)等都有關(guān)系，因此單純用視在放電量的大小來判斷放電的危害程度是不夠充分的。在實際工程中，人們不僅希望能從局部放電信號的強弱來判斷變壓器的整體絕緣劣化水平，還希望能從這些信號中獲取更為詳細的有關(guān)絕緣狀況的信息，如故障類型、嚴重程度以及故障點位置等。對變壓器內(nèi)部局部放電進行檢測時，通常只能從變壓器外殼接地引下線、高中壓套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯及夾件的接地引出線等有限的幾個測量端獲得信號。放電點在繞組中的出現(xiàn)具有很強的隨機性，所測到的局部放電信號從放電源經(jīng)過變壓器絕緣介質(zhì)、繞組到達外部的測量裝置，必然受到繞組結(jié)構(gòu)傳播特性的多種影響，具體表現(xiàn)為造成信號幅值的衰減、波形的畸變、時延等現(xiàn)象，這些影響跟脈沖傳播的距離和路徑存在較強的關(guān)系，這就使得根據(jù)檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位發(fā)生困難。顯然這一困難的解決完全依賴于對放電脈沖在繞組中傳播規(guī)律的認識。另外從信號與系統(tǒng)的角度來看，變壓器繞組及其在線監(jiān)測設(shè)備可以看成是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，而監(jiān)測到的信號就是該系統(tǒng)對局部放電電流脈沖的響應(yīng)。變壓器在實際的運行中要受到電磁、熱、機械力等的作用，沿繞組長度的各處都有可能產(chǎn)生局部放電，同時，不同的局部放電類型會產(chǎn)生不同的激勵信號，這使得分析局部放電信號的傳播特性變得非常復(fù)雜。
因此，建立符合局部放電信號傳播的變壓器繞組模型，是對局部放電信號傳播特性研究的關(guān)鍵。以往研究的變壓器繞組局部放電的傳播特性都是基于在真實變壓器注入電流脈沖信號，用示波器觀察信號監(jiān)測端的波形來分析局部放電的特性一一諸如局部放電的探測、精確定位、視在放電量的大小等。由于變壓器繞組結(jié)構(gòu)的不同，要求能夠了解變壓器繞組中的哪些參數(shù)對繞組的頻率特性有影響，通過真實變壓器的局部放電試驗是既困難又不經(jīng)濟的事。而通過仿真試驗，建立符合局部放電信號傳播的變壓器繞組模型，對局部放電信號傳播特性研究是既經(jīng)濟又有效的。因為現(xiàn)有的局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)在有些變電站運行十分良好，而在有些變電站運行很不理想。究其原因很多，一般認為由于脈沖電流傳感器的頻帶是固定的，而電力變壓器的繞組形式不盡相同，導(dǎo)致在有的變電站運行不錯，而有的變電站則非常糟糕。這就要求我們清楚地了解局部放電信號在電力變壓器內(nèi)部是如何傳輸?如何通過變壓器繞組進入我們的測試系統(tǒng)?變壓器外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對局部放電信號傳播的影響又是如何？傳感器的安裝位置和傳感器的帶寬又是怎么確定的?所以，在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，對局部放電信號在大型電力變壓器及其外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的傳播特性進行仿真研究是非常必要的，具有重要的學術(shù)意義和實用意義。另外，局部放電所激發(fā)的電磁波在變壓器中的傳播是機理如何?這直接影響超高頻(UHF)局部放電檢測的有效性和準確性。
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