變壓器局部放電測量中模式自動識別的意義

來源：揚州國浩電氣有限公司 2025年05月07日 07:41

變壓器是電力系統中最重要、最昂貴的設備之一，其運行的安全性和可靠性直接影響整個電力系統運行。雖然電力變壓器在設計時要求具有足夠的電氣強度、優良的機械性能和良好的工藝性，但是制造運行過程中的偶然因素可能給它留下先天的缺陷。這些局部缺陷可能導致不同程度的局部放電（Partial Discharge，簡稱PD），長期的局部放電使絕緣劣化并逐步擴大，甚至造成整個絕緣擊穿或沿面閃絡，從而對變壓器的安全造成威脅，導致設備在運行時出現故障，以致引起系統停電。因此，局部放電既是設備絕緣劣化的征兆，又是造成絕緣劣化的重要原因。

電力運行部門歷來十分重視變壓器等電氣設備的絕緣監督，國內外電力行業大都采用定期大修和預防性試驗制度。這種方法在一定程度上保證了兩次大修之間電力設備的安全運行，但是這種方法也存在著缺點。首先，停運檢修不僅讓電力部門付出大量的人力物力，而且給用戶造成很大的不便；其次，停電檢修并不能準確反映出電力設備實際運行時的狀態，因此也就并不能保證電力設備在實際運行時的安全。因此通過開展對變壓器局部放電的在線監測，可以在一定程度上發現許多內部存在的缺陷，對保證變壓器安全可靠運行具有重要的現實意義。

要準確地了解和掌握變壓器內缺陷類型性質和特征，有效的方法是對獲得的局部放電信號進行模式識別。大量的研究表明，不同的放電模式對絕緣的危害程度不同。如：變壓器內部的氣隙及油中雜質放電對變壓器絕緣的危害程度較小，只有緩慢地老化作用；高壓線圈端部的靜電板處常發生的油隙放電、由線圈中的長墊塊向圍屏發展的沿面放電以及懸浮電極放電則會使絕緣在較短時間內損壞。因此監測變壓器的局部放電不但要知道當前放電量的大小，而且要知道放電的類型。

傳統的放電類型識別主要靠有經驗的專業人員來完成，在不考慮數據準確度的情況下，診斷結果的合理性主要取決于專業人員的責任心和經驗的積累程度。隨著計算機技術及數字信號處理技術的發展，人們提出了許多種自動模式識別方法，如基于隱式馬爾可夫模型（Hidden Markov Models），人工神經網絡（ANN）、模糊理論、專家系統等模式識別法，其中人工神經網絡以其大規模處理能力、分布式存儲能力和自適應學習能力成為該領域研究人員的工具之一。特別是把現代數學分析技術與人工神經網絡相結合用于放電類型的模式識別中，會大大地提高識別效果。

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