基于电磁矢量传感器的变压器局部放电故障检测与定位

摘要

电力系统中变压器的绝缘隐患,常常会通过局部放电的形式表现出来,所以,为及时发现绝缘的劣化、避免安全事故,需要对变压器进行局部放电的在线监测与定位。然而,现场电磁干扰巨大是局部放电检测的一个难题,同时也没有发现一种精确度够高的检测方法,变压器的局部放电检测与定位无法应用到现场条件下,与现代智能电网在线检测的要求严重脱节。
　　 在现有的变压器局部放电检测法中,特高频检测法因具有抗干扰性能强、灵敏度高等优点而成为目前研究热点。但变压器内部结构复杂,外壳、绕组等多种因素影响UHF信号传播,且实际情况下往往同时存在两种以上的放电故障,所采用的平面螺旋天线传感器为标量传感器,其检测结果仅能说明是否有放电,难以实现对放电的定量分析和放电点定位。
　　 电磁矢量传感器是一个六元极化敏感阵,可同时感应入射电磁信号的三个电场分量和相应的三个磁场分量,对来波的方向角和极化信息非常敏感,已在多信号源波达方向估计和电磁辐射检测中得到了充分的应用。本文拟采用电磁矢量传感器检测变压器的局部放电特高频信号,利用电磁矢量传感器的方向、极化特性,分辨虚假的放电信号源,解决现有特高频法难以对放电进行定量分析和定位的问题;并在现有特高频检测法的基础上,对变压器局部放电模式识别做进一步研究。为此,通过理论与实验深入研究:特高频信号的传播机理、频率与极化特性及相关结构,局部放电特高频信号的电磁矢量传感器测量模型,基于空间谱估计的放电源分辨和定位算法等。解决电磁矢量传感器用于变压器局部放电检测的关键性基础问题,完善局部放电特高频检测法,为变压器局部放电在线监测实用化奠定基础。