變壓器局部放電信號(hào)的提取是成功進(jìn)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(cè)系統(tǒng)投入運(yùn)行，但監(jiān)測(cè)效果都不太令人們滿意。其中的原因之一，就是對(duì)變壓器內(nèi)部的局部放電信號(hào)的傳播特性認(rèn)識(shí)較為粗略，現(xiàn)普遍將局放信號(hào)的傳輸路徑看作是一純的容性網(wǎng)絡(luò)，對(duì)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(cè)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(duì)局放原始信號(hào)的畸變作用，某些監(jiān)測(cè)結(jié)果可能是錯(cuò)誤的。因此，為了選擇信號(hào)失真小、幅度強(qiáng)的在線監(jiān)測(cè)頻帶、最佳的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以便更有效地提取局放信號(hào)和更好的識(shí)別各種放電類型，有必要深入分析和研究局部放電信號(hào)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(hào)將經(jīng)繞組向兩端傳播至監(jiān)測(cè)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(hào)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(duì)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(yàn)中，普遍采用以視在放電量的大小作為判斷故障程度的標(biāo)準(zhǔn)。但視在放電量的大小與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)以及放電點(diǎn)至測(cè)量點(diǎn)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(shí)際工程中，人們不僅希望能從局部放電信號(hào)的強(qiáng)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(hào)中獲取更為詳細(xì)的有關(guān)絕緣狀況的信息，如故障類型、嚴(yán)重程度以及故障點(diǎn)位置等。對(duì)變壓器內(nèi)部局部放電進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，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(diǎn)接地線以及鐵芯及夾件的接地引出線等有限的幾個(gè)測(cè)量端獲得信號(hào)。放電點(diǎn)在繞組中的出現(xiàn)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，所測(cè)到的局部放電信號(hào)從放電源經(jīng)過變壓器絕緣介質(zhì)、繞組到達(dá)外部的測(cè)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(hào)幅值的衰減、波形的畸變、時(shí)延等現(xiàn)象，這些影響跟脈沖傳播的距離和路徑存在較強(qiáng)的關(guān)系，這就使得根據(jù)檢測(cè)到的放電信號(hào)估算放電強(qiáng)度，進(jìn)而判斷故障類型、分析故障嚴(yán)重程度以及對(duì)故障進(jìn)行定位發(fā)生困難。顯然這一困難的解決完全依賴于對(duì)放電脈沖在繞組中傳播規(guī)律的認(rèn)識(shí)。另外從信號(hào)與系統(tǒng)的角度來看，變壓器繞組及其在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可以看成是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，而監(jiān)測(cè)到的信號(hào)就是該系統(tǒng)對(duì)局部放電電流脈沖的響應(yīng)。變壓器在實(shí)際的運(yùn)行中要受到電磁、熱、機(jī)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(shí)，不同的局部放電類型會(huì)產(chǎn)生不同的激勵(lì)信號(hào)，這使得分析局部放電信號(hào)的傳播特性變得非常復(fù)雜。
因此，建立符合局部放電信號(hào)傳播的變壓器繞組模型，是對(duì)局部放電信號(hào)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(shí)變壓器注入電流脈沖信號(hào)，用示波器觀察信號(hào)監(jiān)測(cè)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(cè)、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(duì)繞組的頻率特性有影響，通過真實(shí)變壓器的局部放電試驗(yàn)是既困難又不經(jīng)濟(jì)的事。而通過仿真試驗(yàn)，建立符合局部放電信號(hào)傳播的變壓器繞組模型，對(duì)局部放電信號(hào)傳播特性研究是既經(jīng)濟(jì)又有效的。因?yàn)楝F(xiàn)有的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在有些變電站運(yùn)行十分良好，而在有些變電站運(yùn)行很不理想。究其原因很多，一般認(rèn)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(yùn)行不錯(cuò)，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(hào)在電力變壓器內(nèi)部是如何傳輸?如何通過變壓器繞組進(jìn)入我們的測(cè)試系統(tǒng)?變壓器外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)局部放電信號(hào)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(duì)局部放電信號(hào)在大型電力變壓器及其外聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的傳播特性進(jìn)行仿真研究是非常必要的，具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)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(jī)理如何?這直接影響超高頻(UHF)局部放電檢測(cè)的有效性和準(zhǔn)確性。
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