浅谈变压器在线监测技术应用

季辰 贺芃 史尧 张钰金

摘 要：随着经济的快速发展，各个行业对电力系统的稳定性和供电质量提出更高要求，而变压器在线监测技术对保证电力系统的稳定性和电能质量十分重要。本文首先分析了变压器在线检测的基本原理;其次总结分析了不同在线检测原理的实际运用。

关键词：变压器;电力系统;在线监测

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，对能源需求剧增。变压器是电能输送过程中不可缺少的一个环节。随着科技的发展，为变压器故障的在线检测提供了许多适用的技术。变压器在线监测技术的应用可以实时监测变压器的运行状态，及时发现缺陷或异常，进一步保障变压器的可靠运行。

1.变压器在线监测技术简述        变压器在运行的过程中会产生一氧化碳等溶解性气体，根据不同气体在种类、数量等方面的释放差异性会在变压器内部形成不同的故障隐患。对于变压器故障的分析需要通过在线监测技术完成部位、大小等的确定，变压器在线监测技术能够及时准确地掌握故障状况，对于维护电力系统安全以及稳定运行发挥着巨大的作用。变压器内部产生的局部磁场变化都会造成不同程度的运行困难。特别是对薄弱环节出现的明显放电会使变压器波动性更为明显，最为准确快速地对变压器变化进行判断是在线监测技术的关键。通过不同形式对放电因素进行详细的分析，有助于故障的有效排除。

2.变压器在线监测类型

2.1振动分析

对变压器进行的檢查主要是针对振动信号类型、强弱等进行的系统分析，这样能够更为全面地确定变压器故障位置，及时地掌握变压器的状态，有助于更为快速地排除变压器故障。振动分析利用的信号类型会根据变压器监测对象的不同具有差异效果。

2.2红外测温

利用红外测温技术能够确定出变压器温度过高的部位。由于温度过高的部位很难进行分辨，而变压器超负荷运行、接触不良等情况都会使得绕组温度过高继而造成严重的安全事故。红外测温技术能够及时地检测变压器温度过高的基本原因，避免变压器出现电力耗损情况，有助于保证变压器系统稳定运行。掌握绕组温度是大型变压器在线监测的关键，通常做法是在变压器绕组内部嵌入设备进行实时温度监控，当绕组温度出现波动时设备自动报警，当超过临界标准电源时系统进行跳闸和自动处理，以达到保护变压器的目的。

2.3频率响应分析

变压器绕组和铁心的结构将固定频率的振动，继而影响变压器的性能。对电源变压器的频率响应分析，从机械振动大小以及对电感线圈位置敏感程度的判断，有助于对因绕组振动而造成的电力变压器故障原因进行判断迅速。

3.变压器在线监测技术

3.1油中气体的在线分析技术

在电和热的共同作用下，变压器中会产生不同的气体，在含量上有着明显的区别。设备产生的故障与变压器中产生的不同气体的类型有着密切的关系。这种检测方式能够更好地实现设备监测，并且是维护变压器有效运行的重要方式，具有广泛的使用效果。在正常状态下电力系统变压器会出现一定程度的老化，产生少量氢气以及各种低分子碳氢化合物一氧化碳和其他气体，这些气体大部分溶解在变压器油中。当绝缘过热或变压器中有潜在的缺陷时，如局部放电，将加速这些气体的生成。因此，分析各种气体溶解在变压器油中的含量，可以尽早发现设备故障的内部电位，并可随时掌握故障的发展情况。

3.2图像识别技术

利用图像识别技术，对变压器油位、漏油及内外包装状况进行在线监测，可以直观了解变压器运行状态。这种方法精度高，但要建立在视频技术成熟的基础上。

3.3数据采集和处理

变压器在线监测必须首先收集所需的所有设备的检测信号，通过计算机在范围广泛、看似混乱的数据中收集分析，对变压器的故障的诊断进行有序的分类处理。也就是说，来自传感器的信号，有不正确、不完整和不一致的问题，应该通过计算机进行数据处理，数据处理包括预处理和二次处理。实现数据平滑，二次加工实现复合参数计算和特征提取。来自传感器数据的各种因素的影响必然会产生一些干扰信号，为了减少干扰和仪器内部原因的影响，因此需要对采集到的数据进行预处理。

3.4套管部位处理

油浸电容式套管的变压器过热部分，可以找到固定的发热套管，锥形螺纹拆卸检查电线接头是否有损伤，随着截面的定位一致，垫片的厚度适宜，锥与定位套之间的密封垫拧紧瓶盖，应固定在顶部套管[1]。要检查销钉接头与锥螺纹公差配合的效果，确保螺纹之间的压力集中足够后，进一步降低接触阻力。做好变压器在线监测技术的研究能够及时地了解到电力系统运行的基本状况，有效地排除系统故障。更为全面系统地感知电力系统运行效率，变压器在故障消除过程中需要投入适当的维修费用，这样能够降低损失。

3.5油中溶解气体分析

通过对气体特性的监测，确定了油中溶解气体情况，对于发现油浸式变压器内部潜伏故障是有效可靠的。连续监测油气传感器可能会发现早期潜伏故障的症状，这有助于用户尽快实施正确的维护措施。但对突发故障的方法就失效了。现有的DGA技术可以确定气体浓度和类型、趋势和产气率[2]。变压器油中溶解气体的变化率对判断严重故障发展有重要价值。

4.变压器在线监测技术发展前景

在线监测技术是科学技术发展的必然结果，在实际应用中需要有一定的条件，如传感、通信技术不过关或设备没有进行严格筛选时，很容易造成质量或功能缺陷;通过电磁兼容性、稳定性短的时候，有些设备只能满足室内敏感性试验，处于恶劣的环境时就差强人意了，使电力使用过程产生安全隐患。变电站维护工作不仅要积极引进先进的监测技术，而且还需要加强监测技术的研究和开发【3】。但是该技术当前还处于发展阶段，还存在着研发经费不足的问题，很多研究缺乏持续性。有的科研单位对理论研究比较重视，但往往是纸上谈兵，不符合实际情况，不能适用。有的生产厂家过分追求经济效益，监测技术不成熟就投入使用，会给电器安全埋下隐患。硬件设备发展到智能化、网络化，故障分析软件系统将离线测试信息、信息设备和操作信息集成、专家、智能诊断、不同系统的在线测量数据将能够分享【4】;为智能传感器、色谱分析数据接口的具体表现，干扰能有效抑制与透气膜的寿命会延长。今后将有一个统一的技术标准，同时，相应的变压器维护程序和维护管理等也将发生变化，硬件成本将急剧下降，日益重要的软件故障分析系统。随着越来越多的国内在线监测设备状态检修生产公司，软体开发资讯公司的参与，结合国外竞争公司的产品，同时加大国内电力用户的需求，产生了规模效应，竞争和市场因素如经济规模将鼓励监测产品的性能价格进行有效地改进。

结束语

变压器在线监测技术在电力行业发展的过程中发挥的作用越来越明显。做好变压器在线监测技术的研究能够及时地了解到电力系统运行的基本状况，有效地排除系统故障。更为全面系统地感知电力系统运行效率，变压器在故障消除过程中需要投入适当的维修费用，这样能够降低损失。变压器在线监测技术根据传感器数量的不同，在网络的设置上有着明显的区别。定量判定采用的传统比较方式能够检测出异常变压器运行状况。通过色谱搜集神经网络系统进行诊断推断出变压器的故障。电力企业要树立正确的价值观念，做好长远利益的分配工作。通过变压器在线监测技术及时的排除故障，保证电力系统稳定安全的运行，高效的电力输送能够为构建安全的环境发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]岳海燕，秦东，许志伟，等.浅谈变压器状态在线监测技术及运用前景[J].科技创业家，2012（13）.

[2]孟兆波，户志斌，任延斌.变压器在线监测技术的运用之浅析[J].引文版：工程技术，2015（27）：208-209.

[3]张粲，韩超.浅谈变压器在线监测技术的运用[J].科技致富向导， 2015（3）：136-137.

[4]钱政，孙焦德，袁克道，等.电力变压器绕组热点状态的在线监测技术[J].高电压技术，2013，29（9）：26-28.