引言

　　變壓器狀態(tài)監(jiān)測，涉及到的主體部件為:磁路、繞組及固體絕緣、液體絕緣、和冷卻系統(tǒng)。擬診斷的故障為:過熱性故障、放電性故障、過熱兼放電故障、機械故障和進水受潮等。常用的局部放電監(jiān)測與診斷，多采用電脈沖信號法和超聲法。對電信號和聲信號聯(lián)合監(jiān)測取得理想的定量和定位效果，根據(jù)視在放電量、分布圖譜和放電源的定位，來判斷故障。目前，電力變壓器的在線監(jiān)測是國際上研究最多的對象之一，提出了很多不同的方法。

　　1. 變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的的應用

　　在線監(jiān)測的基本原則是：能夠實時、自動、穩(wěn)定地對變壓器油中溶解氣體進行監(jiān)測，不能對變壓器的正常運行造成安全隱患，同時要適應環(huán)境的變化。從檢測機理上講，現(xiàn)有油中氣體檢測裝置大都采用以下四種方法

　　1.1氣相色譜法

　　變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的普遍工作流程圖為：系統(tǒng)在微處理器控制下進行熱油冷卻、油中溶解氣體萃取、流路切換與清洗、柱箱與檢測器溫度控制、樣氣的定量與進樣、基線的自動調節(jié)、數(shù)據(jù)采集與處理、定量分析與故障診斷等分析流程。變壓器油在油泵作用下進入油氣分離裝置，分離出變壓器油中的溶解氣體，經(jīng)過油氣分離后的變壓器油流回變壓器油箱，萃取出來的氣體在內置微型氣泵的作用下進入定量管中。定量管中的氣體在載氣作用下進入色譜柱，然后檢測器按氣體流出色譜柱的順序分別將六組分氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2和C2H6)變換成電壓信號。色譜數(shù)據(jù)采集器將采集到的氣體濃度電壓量通過通訊上傳給安裝在主控室的數(shù)據(jù)處理服務器，數(shù)據(jù)處理服務器根據(jù)儀器的標定數(shù)據(jù)進行定量分析，計算出各組分和總烴的含量以及各自的增長率。油中溶解水分由單獨的傳感器檢測，將數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)處理服務器。最后由故障診斷專家系統(tǒng)對變壓器進行故障分析，從而實現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測。

　　1.2陣列式氣敏傳感器法

　　采用由多個氣敏傳感器組成的陣列，由于不同傳感器對不同氣體的敏感度不同，而氣體傳感器的交叉敏感是極其復雜的非線性關系，采用神經(jīng)網(wǎng)絡結構進行反復的離線訓練可以建立各氣體組分濃度與傳感器陣列響應的對應關系，消除交叉敏感的影響，從而不需要對混合氣體進行分離，就能實現(xiàn)對各種氣體濃度的在線監(jiān)測。其主要缺點是傳感器漂移的累積誤差對測量結果有很大的影響;訓練過程(即標定過程)復雜，一般需要幾十到一百多個樣本。

　　1.3紅外光譜法

　　紅外光譜氣體檢測原理是基于氣體分子吸收紅外光的吸光度定律，吸光度與氣體濃度以及光程具有線性關系。由光譜掃描獲得吸光度并通過吸光度定律計算可得到氣體的濃度。這種方法具有掃描速度快、測量精度高的特點，但其有價格昂貴。精密光學器件維護量大、檢測所需氣樣較多(至少要100mL)以及對油蒸汽和濕度敏感等缺點。

　　1.4光聲光譜法

　　光聲光譜檢測技術是基于光聲效應，光聲效應是由于氣體分子吸收電磁輻射(如紅外線)而造成。氣體吸收特定波長的紅外線后溫度升高，但隨即以釋放熱能的方式退激，釋放出的熱能使氣體產生成比例的壓力波。壓力波的頻率與光源的截波頻率一致，并可通過高靈敏微音器檢測其強度，壓力波的強度與氣體的濃度成比例關系。由敏感元件(微音器或壓電元件)檢測，配合鎖相放大等技術，就得到反映物質內部結構及成分含量的光聲光譜。光聲光譜方法的檢測精度主要取決于氣體分子特征吸收光譜的選擇、窄帶濾光片的性能和電容型駐極微音器的靈敏度，分析所需樣品量小(僅需2mL～3mL)，不需載氣。其主要缺點是檢測精度不夠高、高透過率的濾光片難以制造以及對油蒸汽污染敏感，環(huán)境適應能力較差。

　　2 變壓器故障的紅外監(jiān)測

　　紅外技術是隨著近代光電子技術發(fā)展而產生的一門嶄新的技術領域，它的主要原理是基于:任何高于絕對零度的物體都會因自身分子運動而輻射出紅外線。紅外線是一種電磁波，其波長在0.75～1000 m之間，按波長范圍分近紅外(0.75～3 m)、中紅外(3～6 m)、遠紅外(6～15 m)、極遠紅外(15～1000 m)。

　　2.1紅外監(jiān)測的原理

　　由于www.ddd tt. com物體表面由許多單元組成，所以 8ttt8物體表面都存在一個熱輻射能量場，相應有一個溫度分布場。紅外成像儀就是www.hnygpx.com利用對物體表面紅外輻射強弱進行探測而呈現(xiàn)出物體表面形狀輪廓及溫度分布情況8 tt t 8. com，以便人眼觀察的儀器。紅外圖像的亮暗反映出物體表面溫度的高低，通過對物體表面溫度及溫度場的檢測便可以www.ssbbww.com判斷設備是否存在缺陷。紅外檢測作為dddtt一種先進檢測手段，是電力系統(tǒng)各單位近年來大力推廣應用的新技術。對運行中電氣設備熱故障進行紅外檢測，具有不停電、遠距離、安全可靠、準確高效地發(fā)現(xiàn)設備熱故障地點，是實現(xiàn)帶電檢測，進而實現(xiàn)設備狀態(tài)www .ddd Tt. com檢修的最有效手段之一。

　　2.2紅外診斷主要能發(fā)現(xiàn)的故障類型

　　高壓電氣設備在正常運行情況8 tt t 8. com下，將有部分電能以不同損耗形式轉化為熱能，使電氣設備溫度升高，這些電能損耗主要包括由于www .ddd tt. comwww.ddd tt. com電阻的電流效應引起的發(fā)熱;由于 www.ddd tt. com電壓作用在絕緣介質上引起的發(fā)熱;由于 www.ddd tt. com鐵芯的磁滯、渦流等電磁效應引起的發(fā)熱。高壓電氣設備存在外部和內部故障，外部故障可分為:電氣接頭連接不良;表面污穢或機械力作用造成外絕緣下降。而內部故障主要發(fā)生在導電回路和絕緣介質上，一般 SsbbwW.com可概括為:導體連接或接觸不良;介質損耗增大;電壓分布不均或泄漏電流過大;絕緣老化、受潮、缺油等產生局部放電、磁回路不正常。對于變壓器而言，紅外診斷主要能發(fā)現(xiàn)的故障有：

　　⑴ 箱體渦流損耗發(fā)熱。主要由于www.ddd tt. com漏磁產生的渦流引起箱體或部分連接螺桿發(fā)熱。

　　⑵ 變壓器內部異常發(fā)熱。這是www.ssbbww.Com的熱譜圖不具有環(huán)流形狀，常常 www.ssbbww.com伴有變壓器內部油的氣化，可結合油色譜進行綜合分析。

　　⑶ 冷卻裝置及油回路異常。常出現(xiàn)wWw.8tTt8.coM潛油泵過熱;油路管道堵塞或閥門未能開啟;油枕缺油或假油位;油枕內有積水。

　　⑷ 高壓套管缺陷。介質損耗增大;套管缺油;導電回路連接件接觸不良

　　⑸ 鐵芯絕緣不良。干式變壓器的熱譜圖比較明顯，而油浸式變壓器需要sSbBwW.cOm吊罩后施加一定www.hnygpx.com試驗電壓才能觀測到鐵芯絕緣損壞情況8 tt t 8. com。

　　目前紅外診斷技術已在電力系統(tǒng)廣泛應用，及時發(fā)現(xiàn)了較多的故障隱患，為電力系統(tǒng)安全運行提供了可靠保證。

　　3變壓器微水在線監(jiān)測帶電除水濾油裝置的應用

　　3.1變壓器油中的水分產生機理與危害

　　對于非密封性變壓器來說，水份不僅通過油枕或安裝不當?shù)慕^緣墊圈滲透至變壓器內部，長鏈葡萄糖烴類分子(絕緣紙和絕緣合成纖維板的成分)的分解也會產生水。水分的含量對變壓器油的絕緣性起著決定性的影響，油中過多的含水量將加速絕緣材料的老化，并降低絕緣性，進而導致設備運行的不穩(wěn)定和潛在危險，而高溫時水份蒸發(fā)出的蒸氣或游離分子則可導致局部放電和閃絡事故。

　　3.2實現(xiàn)在線干燥的方法

　　允許變壓器在正常負載的情況下，干燥裝置連接在主油循環(huán)回路上，它可以平穩(wěn)的從負載變壓器油中去除水分。除水過程：纖維材料中的水分逸出并溶解到油中，油中的水通過主油循環(huán)進入過濾器的濾芯，該濾芯是整套裝置的核心技術，濾芯起到吸附絕緣油中水分的作用，而干燥過程不會使變壓器的油循環(huán)產生急劇變化。

　　3.3在線濾油裝置應用的優(yōu)點

　　(1)在線干燥裝置能長時間在線干燥變壓器油，而不需要變壓器離線，節(jié)約了維護費用。

　　(2)經(jīng)過干燥裝置對變壓器油進行處理后，能使其內部含水量維持在最佳水平，不僅提高了絕緣介電強度，而且提高了其經(jīng)受高電應力的能力;從而提升了變壓器的可靠性。同時減緩了變壓器的老化，增加設備使用率，推遲資產投資成本。

　　4、變壓器冷卻系統(tǒng)在線智能監(jiān)控裝置的應用

　　循環(huán)冷卻系統(tǒng)也是變壓器結構的重要組成部分，220kV變壓器普遍采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。常規(guī)的變壓器冷卻系統(tǒng)控制裝置采用接觸器、中間繼電器和時間繼電器等有觸點繼電器接觸器邏輯系統(tǒng)實現(xiàn)對冷卻器進行投入或切斷的控制。冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時，也不能提供故障詳細信息，會延誤故障的排除和裝置的修復。其沒有通信功能，集控中心不掌握風冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)和故障情況，也不能遠方控制冷卻器。目前市場上出現(xiàn)了多種變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置。該裝置既控制冷卻系統(tǒng)的工作，又監(jiān)視冷卻系統(tǒng)的運行，可實現(xiàn)實時在線監(jiān)控。

　　4.1 變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置的原理信息來源:http://tede.cn

　　變壓器智能冷卻系統(tǒng)一般由變壓器冷卻器、智能監(jiān)控裝置和遠動裝置組成。變壓器的負載電流、油溫及冷卻系統(tǒng)工況數(shù)據(jù)通過人機界面送入智能監(jiān)控裝置，智能監(jiān)控裝置根據(jù)輸入信號自動控制冷卻器工作，并將冷卻系統(tǒng)的有關信息發(fā)送到集控中心，同時接收集控中心命令。

　　4.2變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置的功能

　　各種變壓器冷卻系統(tǒng)監(jiān)控裝置有不同的軟件和邏輯，實現(xiàn)的起控制的方式不同，但基本可具備以下功能：

　　(1)檢測告警功能：通過不同人機界面顯示狀態(tài)，信息來自:輸配電設備網(wǎng)自動檢測冷卻器的風扇電機和油泵電機及系統(tǒng)的運行信息和故障信息，提示故障油泵、風扇電機和接觸器等的故障信息。

　　(2)通過編程及定值整定實現(xiàn)控制功能：手動/自動和遠方/就地控制冷卻 器工作。裝置根據(jù)變壓器油溫高低和負載電流大小自動循環(huán)投入或退出冷卻器。變壓器投入電網(wǎng)時，能自動投入相應數(shù)量的冷卻器。變壓器退出電網(wǎng)時，能自動切除全部投入運行的冷卻器。運行中如部分冷卻器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能自動切換運行。如冷卻器全停，報警并延時適當時間后，跳閘切除變壓器。當控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)強制投入全部冷卻器，并發(fā)出報警信號到集控中心。

　　(3) 通信及遠方監(jiān)控功能：通過本裝置和遠方集控中心的通信，可實現(xiàn)遙信、遙測和遙控。遙信量有變壓器油溫、變壓器負荷電流及變壓器繞組溫度。遙測量有每路電源工作/備用狀態(tài)和故障，即冷卻器全停故 障，每臺冷卻器工作、停止及故障，風扇電機過載、斷相、短路故障，油泵電機過載、斷相、短路故障，風扇及油泵電機接觸器故障，風扇及油泵非正常故障，智能監(jiān)控裝置本身故障，控制電源故障等。

　　5.其他在線檢測方法

　　5.1套管在線監(jiān)測

　　在對于大多數(shù)變壓器故障的研究中，變壓器套管故障是最主要的故障形式之一。隨著水分的滲入和油的品質降低，絕緣紙的老化以及過熱都會導致高壓套管絕緣品質的下降。隨著絕緣品質的降低，發(fā)生的局放現(xiàn)象會引起電樹或是絕緣紙的穿孔而進一步的損壞絕緣。這種套管絕緣品質的改變通常都會引起套管介損和電容值的改變。

　　套管在線監(jiān)測通過連接到套管抽頭上的傳感器所采集到的三相電流，經(jīng)過和電流法分析和計算得出套管的電容和介損變化，從而及時發(fā)現(xiàn)套管故障，保證變壓器正常運行。

　　5.2繞組溫度指示

　　繞組溫度指示器就是用于監(jiān)測變壓器繞組的溫度，給出越限報警，并在需要時啟動保護跳閘。目前已開發(fā)出一種用于大型變壓器繞組溫度監(jiān)測的新技術，即將一條光纖嵌入變壓器繞組以便直接測量繞組的實時溫度，從而改進變壓器的預測建模技術，并達到實時監(jiān)測變壓器繞組溫度狀態(tài)的目的。

　　結論

　　電力變壓器的在線監(jiān)測技術與狀態(tài)檢修作為我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)體制轉變、提高電力設備的科學管理水平的有力措施，是今后在電力生產中努力和發(fā)展的方向。實踐也證明了在線監(jiān)測可以很好解決設備的狀態(tài)監(jiān)測，及時、準確的為設備提供可靠的狀態(tài)分析。目前，變壓器試驗已基本實現(xiàn)了由常規(guī)的電氣試驗向狀態(tài)檢修過渡，結合多種方法及時對其故障進行監(jiān)測和分析，力圖把隱患消除在萌芽狀態(tài)。