在電力系統(tǒng)中，變壓器作為電能傳輸與分配的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。局部放電是變壓器絕緣老化的早期重要征兆，若未能及時(shí)監(jiān)測與處理，可能引發(fā)絕緣擊穿、短路等嚴(yán)重故障。傳統(tǒng)單一傳感器監(jiān)測方式存在檢測盲區(qū)大、抗干擾能力弱等問題，而基于多傳感器融合的在線監(jiān)測方案，通過整合多種類型傳感器的優(yōu)勢，為變壓器的健康管理提供了更精準(zhǔn)、可靠的技術(shù)手段。?

傳統(tǒng)的局部放電監(jiān)測多依賴高頻電流傳感器(HFCT)或超聲波傳感器(AE)。HFCT 雖能捕捉放電產(chǎn)生的脈沖電流，但在復(fù)雜電磁環(huán)境下易受干擾;AE 傳感器通過檢測放電產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)波來判斷局部放電情況，卻難以對深層放電點(diǎn)進(jìn)行精確定位。這些單一傳感器的局限性，使得監(jiān)測結(jié)果存在較大誤差，無法全面反映變壓器的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。?

多傳感器融合監(jiān)測方案通過協(xié)同運(yùn)用特高頻(UHF)傳感器、高頻電流傳感器、超聲波傳感器、光學(xué)傳感器等多種類型設(shè)備，從電、聲、光、熱等多個(gè)維度采集局部放電信號。UHF 傳感器能夠捕捉到納秒級的電磁脈沖信號，對局部放電的起始和發(fā)展具有極高的靈敏度;高頻電流傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測放電產(chǎn)生的脈沖電流，獲取放電強(qiáng)度信息;超聲波傳感器則通過檢測放電產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)放電位置的初步定位;光學(xué)傳感器能夠檢測局部放電過程中產(chǎn)生的微弱光輻射，進(jìn)一步輔助判斷放電狀態(tài)。?

基于多傳感器融合的變壓器局部放電在線監(jiān)測方案

該方案采用數(shù)據(jù)層、特征層和決策層的三級融合架構(gòu)。在數(shù)據(jù)層，各傳感器實(shí)時(shí)采集原始信號，并通過高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行同步采樣;在特征層，利用數(shù)字信號處理技術(shù)，對采集到的信號進(jìn)行濾波、降噪和特征提取，獲取時(shí)域、頻域和時(shí)頻域特征;在決策層，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，對融合后的特征進(jìn)行分析和判斷，實(shí)現(xiàn)對局部放電類型(如電暈放電、懸浮放電、絕緣內(nèi)部放電等)、強(qiáng)度和位置的精準(zhǔn)識別。?

在實(shí)際應(yīng)用中，多傳感器融合監(jiān)測系統(tǒng)采用分布式部署方式。根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，在繞組出線端、油箱表面、油色譜取樣口等關(guān)鍵部位合理布置傳感器。傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過光纖或無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，利用邊緣計(jì)算技術(shù)進(jìn)行初步處理和分析，再將關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳至云端平臺，實(shí)現(xiàn)對變壓器局部放電狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障診斷和趨勢預(yù)測。?

某 500kV 變電站應(yīng)用該監(jiān)測方案后，成功將局部放電定位誤差從傳統(tǒng)方法的數(shù)米級縮小至 0.5 米以內(nèi)，診斷準(zhǔn)確率提升至 95% 以上。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的長期分析，還能夠預(yù)測變壓器的絕緣老化趨勢，為設(shè)備的檢修和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，有效降低了設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。?

基于多傳感器融合的變壓器局部放電在線監(jiān)測方案，通過整合多種傳感器的優(yōu)勢和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對變壓器局部放電的全面、精準(zhǔn)監(jiān)測，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，該方案將進(jìn)一