高压仪用变压器和用于局部放电识别的方法技术

本发明专利技术涉及一种高压仪用变压器(1)，该高压仪用变压器(1)具有测量组件(3，4)和绝缘体(5)，并且具有用于局部放电测量的至少一个传感器(9)。一种用于根据本发明专利技术的高压仪用变压器(1)中的局部放电识别的方法，该方法包括检测来自用于局部放电测量的至少一个传感器(9)、特别是暂态对地电压传感器的信号。特别是暂态对地电压传感器的信号。特别是暂态对地电压传感器的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压仪用变压器和用于局部放电识别的方法


[0001]本专利技术涉及具有测量组件和绝缘体的高压仪用变压器，并且涉及用于局部放电识别的方法。

技术介绍

[0002]高压仪用变压器测量从千伏到超过一千千伏的高压。在输电网中和/或在高压单元例如高压开关、套管、电涌放电器和/或变压器处，高压仪用变压器测量电压以监测各单元的正常工作以及/或者例如在超电压下切换单元。高压仪用变压器无误可靠持续的运行对于输电网和/或电气单元是必要的，以防止昂贵的损坏和故障。
[0003]为了正常运行，在运行期间必须监测仪用变压器。当前，基于在服务操作期间进行的连续测量，基于时间的维护优选于基于状态的维护。局部放电是致使故障预测的最明显的指标之一。监测局部放电的发展因此具有根本的重要性。局部放电发生在固体绝缘体处或固体绝缘体中以及用于绝缘的流体中，例如SF6、洁净空气和/或油。
[0004]固体绝缘体处或固体绝缘体中的局部放电在空隙、裂纹、杂质或夹杂物内开始，特别地在导体
‑
电介质界面处开始，并且在液体中，局部放电特别地在气泡、杂质或夹杂物中开始。由于局部放电仅限于绝缘的一部分，所以放电仅部分地桥接导体之间的距离。随着局部放电开始，高频瞬态电流脉冲将出现并且持续几纳秒至几微秒。然后电流脉冲消失并且在正弦波穿过过零点时重复地再出现。由于高压和高水平的电背景噪声，局部放电的检测和测量是困难、复杂且成本密集的。特别地在运行中，高压应用中的局部放电难以识别和确定，并且损坏和/或电损耗可能是巨大的。
[0005]局部放电的测量例如通过外部天线和/或外部传感器来执行。例如，与仪用变压器间隔开的电气单元的接地金属支承框架用于测量局部放电信号。局部放电在接地金属制品、例如电气单元的接地金属支承框架的表面上引起电压尖峰，电压尖峰被测量为电压信号和/或电流信号。检测局部放电的另一方法使用布置成与仪用变压器间隔开的超声波声音传感器。特别地，在现场测量期间，以上所描述的方法仅提供了较低的灵敏度，需要具有高复杂性的成本密集型设备。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服上述问题。特别地，本专利技术的目的是提高局部放电识别和确定的灵敏度，在服务操作期间能够进行连续测量，通过使用较少复杂性的设备实现局部放电测量来减少成本，从而减少噪声并提高测量结果。
[0007]通过具有测量组件和绝缘体的高压仪用变压器来实现以上目的，其中，高压仪用变压器包括用于局部放电测量的至少一个传感器。
[0008]未与高压仪用变压器间隔开、但由高压仪用变压器包括的、用于局部放电测量的传感器提高了局部放电识别和确定的灵敏度，实现了在服务操作期间的连续测量，通过使用较少复杂性的设备实现局部放电测量减少了成本，减少了噪声并提高了测量结果。
[0009]至少一个传感器可以是暂态对地电压传感器(Transient Earth Voltage sensor)。暂态对地电压传感器例如用于测量气体绝缘开关设备的接地屏蔽上的感应电压，但是也能够捕获传导信号。由高压仪用变压器包括的至少一个暂态对地电压传感器可以直接在高压仪用变压器的绝缘体处和/或绝缘体中测量局部放电、特别是呈电压峰值和/或电流峰值形式的局部放电，从而增加了局部放电测量的灵敏度和可靠性并在服务操作期间实现连续测量。
[0010]至少一个传感器、特别是暂态对地电压传感器可以布置在、特别地直接布置在接地屏蔽上。至少一个传感器、相应地传感器可以电连接至接地屏蔽，特别地，传感器布置在接地屏蔽上。暂态对地电压传感器可以布置在接地屏蔽上并电连接至接地屏蔽。局部放电优选地沿着电容路径传播。在高压仪用变压器的情况下，当局部放电开始时，局部放电通过例如由铝制多重护罩表示的套管电容传播至被屏蔽的地线，从而创建闭合回路。从这个闭合回路中提取可测量的信号是困难的。但是，由于高压仪用变压器例如被设计为具有套管的连接至接地屏蔽的外护罩，所以至少一个传感器、特别是暂态对地电压传感器的连接件通过较低的成本和复杂性的简单设备实现了具有高灵敏度、随时间连续的局部放电测量。信号在流动通过套管之后穿过接地屏蔽以使电路“闭合”，从而实现可靠的局部放电测量。
[0011]替代性地和/或附加地，高压仪用变压器的套管的外护罩可以电连接至接地屏蔽。
[0012]替代性地和/或附加地，至少一个传感器可以布置在、特别地直接布置在绝缘体的外表面上。
[0013]替代性地和/或附加地，至少一个传感器可以布置在绝缘体的内侧、特别地直接布置在绝缘体的表面上。
[0014]附加的传感器可以提高灵敏度和/或可靠性并且添加其他信息来测量信号，从而通过较低的成本和复杂性的简单设备实现灵敏度高、随时间连续测量，以通过之前所描述的优势、例如防止输电网和/或电气单元的损坏和/或破坏可靠地检测和确定局部放电。
[0015]至少一个传感器可以连接至监测系统、特别地连接至连续和/或在线监测系统。监测系统、特别是连续和/或在线监测系统可以包括计算机、和/或云中的元件和/或移动元件，以用于连续监测和/或根据服务间隔进行监测。局部放电的可靠监测、特别是实时监测实现了快速行动，以防止输电网和/或电气单元的损坏和/或破坏。基于状态的维护是可能的，从而防止较高的成本和损坏，并且减少与基于时间的维护、例如在预限定时间段内的维护相关的工作。
[0016]仪用变压器可以被设计成用于千伏直到1200kV的范围中、特别是15千伏直到1200kV的范围中的电压。
[0017]一种用于如上所述的高压仪用变压器中的局部放电识别的方法，包括检测来自用于局部放电测量的至少一个传感器、特别是暂态对地电压传感器的信号。
[0018]该方法可以包括
[0019]‑
将所检测的信号从时域变换为频域
[0020]‑
切断高于限定阈值的频率
[0021]‑
将所截取的信号从频域再变换为时域，以及
[0022]‑
对所检测的信号与所截取的信号的信息内容进行确定和比较
[0023]所检测的信号和所截取的信号的具有相当的、特别地相等的信息内容的信号可以
被识别为噪声，以及/或者与所检测的信号信息内容相比所截取的信号的具有较低信息内容的信号可以被识别为包括局部放电信息的信号。
[0024]可以通过香农熵(Shannon entropy)的计算来执行信息内容的确定。熵是对信息的信息内容的平均值的测量。可以计算信号的信息内容。克劳德
·
艾尔伍德
·
香农(Claude Elwood Shannon)定义了对于确定数量的字符z的离散的、无记忆信息源的熵、相应地离散随机变量H。信息内容I(Z)＝
‑
log2p
z
分配给事件z、相应地信号值的每个可能性p。字符z的熵定义为带有字符z将出现的可能性p
z
的信息内容H1＝
‑
Σp
z
log2p
z
的期望值。具有不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有测量组件(3，4)和绝缘体(5)的高压仪用变压器(1)，其特征在于，包括用于局部放电测量的至少一个传感器(9)。2.根据权利要求1所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)为暂态对地电压传感器。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)布置在、特别地直接布置在接地屏蔽(10)上。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)电连接至所述接地屏蔽(10)，特别地所述传感器(9)布置在所述接地屏蔽(10)上。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述仪用变压器(1)的套管的外护罩电连接至接地屏蔽。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)布置在、特别地直接布置在所述绝缘体(5)的外表面上。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)布置在所述绝缘体(5)的内侧、特别地直接布置在所述绝缘体(5)的表面上。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的高压仪用变压器(1)，其特征在于，所述至少一个传感器(9)连接至监测系统、特别地连接至连续和/或在线监测系统。9.根据权利要求8所述的高压仪用...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里齐奥，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限两合公司，
类型：发明
国别省市：