淺談變壓器在線監測技術應用

季辰 賀芃 史堯 張鈺金

摘?要：隨著經濟的快速發展，各個行業對電力系統的穩定性和供電質量提出更高要求，而變壓器在線監測技術對保證電力系統的穩定性和電能質量十分重要。本文首先分析了變壓器在線檢測的基本原理;其次總結分析了不同在線檢測原理的實際運用。

關鍵詞：變壓器;電力系統;在線監測

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發展，對能源需求劇增。變壓器是電能輸送過程中不可缺少的一個環節。隨著科技的發展，為變壓器故障的在線檢測提供了許多適用的技術。變壓器在線監測技術的應用可以實時監測變壓器的運行狀態，及時發現缺陷或異常，進一步保障變壓器的可靠運行。

1.變壓器在線監測技術簡述??????? 變壓器在運行的過程中會產生一氧化碳等溶解性氣體，根據不同氣體在種類、數量等方面的釋放差異性會在變壓器內部形成不同的故障隱患。對于變壓器故障的分析需要通過在線監測技術完成部位、大小等的確定，變壓器在線監測技術能夠及時準確地掌握故障狀況，對于維護電力系統安全以及穩定運行發揮著巨大的作用。變壓器內部產生的局部磁場變化都會造成不同程度的運行困難。特別是對薄弱環節出現的明顯放電會使變壓器波動性更為明顯，最為準確快速地對變壓器變化進行判斷是在線監測技術的關鍵。通過不同形式對放電因素進行詳細的分析，有助于故障的有效排除。

2.變壓器在線監測類型

2.1振動分析

對變壓器進行的檢查主要是針對振動信號類型、強弱等進行的系統分析，這樣能夠更為全面地確定變壓器故障位置，及時地掌握變壓器的狀態，有助于更為快速地排除變壓器故障。振動分析利用的信號類型會根據變壓器監測對象的不同具有差異效果。

2.2紅外測溫

利用紅外測溫技術能夠確定出變壓器溫度過高的部位。由于溫度過高的部位很難進行分辨，而變壓器超負荷運行、接觸不良等情況都會使得繞組溫度過高繼而造成嚴重的安全事故。紅外測溫技術能夠及時地檢測變壓器溫度過高的基本原因，避免變壓器出現電力耗損情況，有助于保證變壓器系統穩定運行。掌握繞組溫度是大型變壓器在線監測的關鍵，通常做法是在變壓器繞組內部嵌入設備進行實時溫度監控，當繞組溫度出現波動時設備自動報警，當超過臨界標準電源時系統進行跳閘和自動處理，以達到保護變壓器的目的。

2.3頻率響應分析

變壓器繞組和鐵心的結構將固定頻率的振動，繼而影響變壓器的性能。對電源變壓器的頻率響應分析，從機械振動大小以及對電感線圈位置敏感程度的判斷，有助于對因繞組振動而造成的電力變壓器故障原因進行判斷迅速。

3.變壓器在線監測技術

3.1油中氣體的在線分析技術

在電和熱的共同作用下，變壓器中會產生不同的氣體，在含量上有著明顯的區別。設備產生的故障與變壓器中產生的不同氣體的類型有著密切的關系。這種檢測方式能夠更好地實現設備監測，并且是維護變壓器有效運行的重要方式，具有廣泛的使用效果。在正常狀態下電力系統變壓器會出現一定程度的老化，產生少量氫氣以及各種低分子碳氫化合物一氧化碳和其他氣體，這些氣體大部分溶解在變壓器油中。當絕緣過熱或變壓器中有潛在的缺陷時，如局部放電，將加速這些氣體的生成。因此，分析各種氣體溶解在變壓器油中的含量，可以盡早發現設備故障的內部電位，并可隨時掌握故障的發展情況。

3.2圖像識別技術

利用圖像識別技術，對變壓器油位、漏油及內外包裝狀況進行在線監測，可以直觀了解變壓器運行狀態。這種方法精度高，但要建立在視頻技術成熟的基礎上。

3.3數據采集和處理

變壓器在線監測必須首先收集所需的所有設備的檢測信號，通過計算機在范圍廣泛、看似混亂的數據中收集分析，對變壓器的故障的診斷進行有序的分類處理。也就是說，來自傳感器的信號，有不正確、不完整和不一致的問題，應該通過計算機進行數據處理，數據處理包括預處理和二次處理。實現數據平滑，二次加工實現復合參數計算和特征提取。來自傳感器數據的各種因素的影響必然會產生一些干擾信號，為了減少干擾和儀器內部原因的影響，因此需要對采集到的數據進行預處理。

3.4套管部位處理

油浸電容式套管的變壓器過熱部分，可以找到固定的發熱套管，錐形螺紋拆卸檢查電線接頭是否有損傷，隨著截面的定位一致，墊片的厚度適宜，錐與定位套之間的密封墊擰緊瓶蓋，應固定在頂部套管[1]。要檢查銷釘接頭與錐螺紋公差配合的效果，確保螺紋之間的壓力集中足夠后，進一步降低接觸阻力。做好變壓器在線監測技術的研究能夠及時地了解到電力系統運行的基本狀況，有效地排除系統故障。更為全面系統地感知電力系統運行效率，變壓器在故障消除過程中需要投入適當的維修費用，這樣能夠降低損失。

3.5油中溶解氣體分析

通過對氣體特性的監測，確定了油中溶解氣體情況，對于發現油浸式變壓器內部潛伏故障是有效可靠的。連續監測油氣傳感器可能會發現早期潛伏故障的癥狀，這有助于用戶盡快實施正確的維護措施。但對突發故障的方法就失效了。現有的DGA技術可以確定氣體濃度和類型、趨勢和產氣率[2]。變壓器油中溶解氣體的變化率對判斷嚴重故障發展有重要價值。

4.變壓器在線監測技術發展前景

在線監測技術是科學技術發展的必然結果，在實際應用中需要有一定的條件，如傳感、通信技術不過關或設備沒有進行嚴格篩選時，很容易造成質量或功能缺陷;通過電磁兼容性、穩定性短的時候，有些設備只能滿足室內敏感性試驗，處于惡劣的環境時就差強人意了，使電力使用過程產生安全隱患。變電站維護工作不僅要積極引進先進的監測技術，而且還需要加強監測技術的研究和開發【3】。但是該技術當前還處于發展階段，還存在著研發經費不足的問題，很多研究缺乏持續性。有的科研單位對理論研究比較重視，但往往是紙上談兵，不符合實際情況，不能適用。有的生產廠家過分追求經濟效益，監測技術不成熟就投入使用，會給電器安全埋下隱患。硬件設備發展到智能化、網絡化，故障分析軟件系統將離線測試信息、信息設備和操作信息集成、專家、智能診斷、不同系統的在線測量數據將能夠分享【4】;為智能傳感器、色譜分析數據接口的具體表現，干擾能有效抑制與透氣膜的壽命會延長。今后將有一個統一的技術標準，同時，相應的變壓器維護程序和維護管理等也將發生變化，硬件成本將急劇下降，日益重要的軟件故障分析系統。隨著越來越多的國內在線監測設備狀態檢修生產公司，軟體開發資訊公司的參與，結合國外競爭公司的產品，同時加大國內電力用戶的需求，產生了規模效應，競爭和市場因素如經濟規模將鼓勵監測產品的性能價格進行有效地改進。

結束語

變壓器在線監測技術在電力行業發展的過程中發揮的作用越來越明顯。做好變壓器在線監測技術的研究能夠及時地了解到電力系統運行的基本狀況，有效地排除系統故障。更為全面系統地感知電力系統運行效率，變壓器在故障消除過程中需要投入適當的維修費用，這樣能夠降低損失。變壓器在線監測技術根據傳感器數量的不同，在網絡的設置上有著明顯的區別。定量判定采用的傳統比較方式能夠檢測出異常變壓器運行狀況。通過色譜搜集神經網絡系統進行診斷推斷出變壓器的故障。電力企業要樹立正確的價值觀念，做好長遠利益的分配工作。通過變壓器在線監測技術及時的排除故障，保證電力系統穩定安全的運行，高效的電力輸送能夠為構建安全的環境發揮巨大的作用。

參考文獻：

[1]岳海燕，秦東，許志偉，等.淺談變壓器狀態在線監測技術及運用前景[J].科技創業家，2012（13）.

[2]孟兆波，戶志斌，任延斌.變壓器在線監測技術的運用之淺析[J].引文版：工程技術，2015（27）：208-209.

[3]張粲，韓超.淺談變壓器在線監測技術的運用[J].科技致富向導， 2015（3）：136-137.

[4]錢政，孫焦德，袁克道，等.電力變壓器繞組熱點狀態的在線監測技術[J].高電壓技術，2013，29（9）：26-28.