
在電力系統中,根據不同的環境需要與功能需要,電力變壓器存在不同的型號與種類,例如按照冷卻方式來看,主要可以分為油浸式和干式兩種變壓器。其中油浸式變壓器是依靠變壓器油循環帶走運行中產生的熱量來降溫冷卻的,方式主要包括自冷、水冷、風冷和強迫油循環等。而干變的冷卻方式比較單一,主要是利用空氣的流動來實現降溫冷卻的,一般應用在中低電壓等級下。干式變壓器是利用絕緣樹脂對繞組和鐵芯進行澆注的,其結構簡單,一般不需要維護,占用空間少,因具有環保、阻燃、抗沖擊等優點而常應用于需要“防火、防爆”的場所,如大型建筑、高層建筑、城市的樓、堂、館、所等高檔地區等要求較高的供配電場所。
當前隨著社會的快速發展,我國的電力行業發展也非常迅速。據統計,配電變壓器在我國變壓器總容量中大概占到1/3-1/2,而干式變壓器又約占配電變壓器的1/5-1/4左右,由此可以看出在我國干式變壓器的使用容量是非常巨大的。干式變壓器較傳統的油浸式變壓器不僅具有占地少、耗能少等優點,還能滿足人們對特殊場合防火防爆的特殊要求,其安全性能更高;另外,其結構簡單,安裝方便快捷,一般不需要專門調試和維護。正是擁有以上優點,干式變壓器得到了越來越大的重視和使用。
通過對過去幾十年變壓器故障事故的分析,發現絕大多數故障都是因為絕緣老化存在缺陷引起的,而變壓器的絕緣狀況與局部放電存在著密不可分的關系。干式變壓器一般是利用環氧樹脂等絕緣對繞組和鐵芯進行澆注來保證其良好的絕緣性,但是在實際運行中還是會發生局部放電,究其原因發現:其一,由于變壓器的生產工藝非常復雜,如溫度的控制、壓力的控制,材料注入速度等都非常重要,在這一過程中有可能在絕緣中引入微小氣泡;在運行過程中變壓器可能會由于絕緣受潮,并在強電場下水分子分解產生氣體,使絕緣中存在小氣泡,引起氣隙放電;其二,在干式變壓器內部因為這樣那樣的原因會存在一些小的尖刺而引發針尖電暈放電;其三,在運行過程中長期遭受操作過電壓或雷電的沖擊作用引起絕緣老化發生沿面放電等。正是干變中可能存在這些絕緣缺陷才導致局部放電的發生,而局部放電的發生又會加速絕緣老化和破壞,使絕緣結構遭到破壞,最終導致變壓器發生故障。
雖然局部放電對變壓器的絕緣破壞起到加速作用,但是從另一方面來看,它又是反映變壓器絕緣缺陷的一種表現形式,我們可以利用一定的手段對局部放電的發生進行監測來間接掌握其絕緣老化狀況。研究發現,不同的局部放電類型對應著不同的絕緣缺陷性質,若能確定局部放電的性質則能更好的對變壓器絕緣狀態進行判斷,因此對干式變壓器的放電類型進行模式識別研究同樣具有重要意義。
隨著現代科技的高速發展,計算機技術、通信技術及數據分析技術也得到快速發展,為實現變壓器的局部放電在線監測技術提供了技術支持,對變壓器局放情況進行監測、數據存儲和分析,有效區分出變壓器的異常情況,根據采集到的局放數據,利用一定的故障診斷算法和技術,判斷出局部放電發生部位,激烈程度以及何種絕緣缺陷等,使故障的發生消除于萌芽狀態。這樣將有利于對變壓器檢修計劃的制定,對減少變壓器事故損失和非計劃停運、降低維護成本、增強運營能力,增強設備運行與監管水平,有著非常重大的意義。