变压器在线监测技术及其发展探索

变压器在线监测技术及其发展探索

徐源中

上海久隆电力（集团）有限公司

摘要：随着电力行业的快速发展，变电站一次设备包括变压器、避雷器等若干种类，这些设备的运行工况将直接决定变电站功能的发挥，进而影响着电网运行的可靠性与稳定性。推广变电设备在线监测检修技术，能够实时掌握变电设备的运行参数，进而自动、实时判断是否存在异常工况。若监测到异常，同步进行报警，让电力检修人员随时掌握变电设备的运行状态和故障位置。

关键词：变压器；线监测技术；发展探索

引言

当前我国电网建设速度加快，电力部门不断优化现有电网结构，配网运行自动化水平不断提升，造成配网电力变压器结构愈发复杂，对电力变压器运行技术提出了更高的要求。配网电力变压器和终端用户相连，运行质量直接影响到用户用电体验，因此有必要做好相关研究分析工作。

1变压器在线检测技术应用中的优点

变压器在线检测可以弥补传统离线检测的不足，在线检测最大的优点就是可以利用网络技术及时的发现变压器中存在的问题，并且及时地将问题反馈给线管的工作人员，工作人员获得信息之后就可以着手对问题进行研究分析并且找出解决方案，这样的在线检测方式可以防患于未然，大大的提升电力系统的稳定性，充分的发挥变压器的作用。除此之外在线变压器检测的时间也是非常的灵活，不用按照固定的周期对变压器进行检测，灵活的检测时间有利于获取更全面的检测数据，并且可以不断地发现问题解决问题，促进电网运行的速度不断加快。检测时间的灵活性会导致在整个检测过程中产生大量的数据，而这些真实性非常高的数据对于以后的工作也是具有非常大的帮助的。

2变压器在线监测技术及其发展探索

2.1射频检修技术应用

射频检修技术主要以无线电接收器为基础，利用该接收器获取电气设备内空间的电磁波信号，其原理在于无线电接收器会通过扫频、选频等方式采集电磁波，并确认电磁波信号的大小，能够对范围内的电气设备进行状态检查，并用于维修。同样以局部放电为例，使用射频检修技术可获取设备局部放电信号，并获悉信号大小，随后可得电信号频率波型图，根据图形可作出判断。值得注意的是，射频检修技术目前有两种应用形式，分别为频谱分析、时间处理，其中前者具有操作简便、灵敏度高、负面影响不大的优势，而后者主要是效率快，但存在信号分析能力不足的缺陷，因此除非是一些应急的检修工作要使用时间处理形式，否则，一般建议使用频谱分析形式。此外，在本系统中射频检修技术主要与气象色谱传感器、绝缘性能传感器配套使用。

2.2部件的状态评价

在变电设备中，存在若干具有独立功能的零件，例如变压器中的绕组、铁芯、油箱等，分别具有输送电流、电磁耦合、绝缘和散热的功能。在变电设备实际运行中，这些关键部件出现故障后，也会直接影响设备整体的运行。因此，在状态评价时也要着重关注这些重要部件的状态量。同样的，每个部件的状态量可分为若干项，以变压器绕组为例，主状态量包括了电阻、介质损耗因数等；辅助状态量包括了温度、纸绝缘聚合度等。

2.3建立完善的检测设备管理制度

建立完善的环境检测设备管理制度，是确保在线环境检测技术发挥作用的至关重要的因素。通过对环境检测设备的管理来提高设备使用的准确度。环境检测设备的管理需要建立相应的定时管理制度，同时还要安排专人进行管理来明确责任。除此之外，还需要建立环境在线监测设备的评价体系，即对检测设备的优势进行分析，这样可以更好地提高环境在线监测技术使用的准确性。最后还需要对环境在线检测设备建立创造发明的创新机制，就是针对当前环境污染的实际状况，对在线检测的设备进行更新，为我国环境保护工作提供更充分的安全保障。

2.4重视电力变压器自身的养护和预防性维修

重视电力变压器自身的日常养护和预防性维修对于提升设备的平稳性与安全性具有重要意义。在预防性维修时，应该重视换季时期的维护工作。由于电力变压器运行本身对天气就有一定的依赖性，因此在换季时，由于天气因素的变化，应该引起足够的重视，通过重点时期的重点维护，可以大大提升电力变压器运行的安全系数，降低故障的发生率。另一方面，为了进一步降低电力变压器维修工作的难度，需要提升对技术的应用水平。积极向国外学习先进经验，结合我国电力变压器运行的特点，就当前影响安全稳定性的因素，进行针对性排查，并融合大数据技术建设信息平台，及时对电力变压器的运行数据和维护信息进行收集分析，从而在日常养护过程中，提升工作效率。将预防性维修工作作为常态工作严格落实。在设备具体运行时，一定要注意两点：第一，对电路进行排查。电路安全是设备稳定运行的先决条件，所以在设备运行前一定要对电路进行仔细、全面检查，无论是外观还是性能上存在的问题，都要及时处理。第二，对设备自身工作状态进行检查，该步骤主要是检查设备是否能够稳定运行，是否存在漏电等可能，保证设备使用安全。

2.5变压器局部放电在线监测

（1）脉冲电流法。这种方法主要是在变压器套管接地、外壳接地、铁芯接地以及绕组间发生高压局部放电时，对脉冲电流信号进行监测，对脉冲个数、大小、相位等进行准确的测量，具有较高的灵敏度。然而，由于脉冲电流对外界噪声比较敏感，容易受到噪声干扰，这时候，应该准确提取局部脉冲信号，提高自身的抗干扰能力。这种监测方法虽然具有较高的灵敏度，但是由于脉冲频率低，能够监测的信息量有限。（2）射频监测法。该方法的工作原理是利用罗氏线圈型传感器从变压器和发电机等被检设备中性点提取信号。射频检测系统安装方便，不受系统运行方式的影响，因而其使用范围更加广泛，在发电机监测中的使用较多。然而，该监测方法具有分辨信号单一的缺陷，不能在三相变压器的局部放电监测中使用。

2.6建立环境在线监测的质量管理体系

为了提高环境在线监测的质量，应该在在线监测的实际工作中建立环境在线监测质量管理体系，该工作在目前的环境监测中势在必行。此管理体系主要是针对空气、噪音、水质等领域，旨在得到较准确的数据。要先收集基础性资料，并对其进行实地调查，然后依据监测到的实际情况制订对应的质量标准；接下来，设置专门的部门或者专业人员对环境监测质量进行分析评价，提高环境监测工作质量。

2.7变压器油温在线检测技术的应用分析

油温过高是导致变压器产生故障的重要原因之一，及时掌握变压器内部的油温情况就显得尤为重要，但是目前我国对于变压器的油温检测技术并不是很发达，暂且还不能提供详细的检测数据。变压器内部构造的复杂，造成了在油温检测时的困难，由于油温检测的困难导致油温检测并没有充分的应用到检测过程中去。目前国家考虑到油温检测对维持变压器的运行确实起着很大的影响作用，就开始着重对油温检测技术的研究，经过长期的研究，终于得出油温检测的方法。目前我国研究出来的油温检测技术还不是很完善，主要是通过计算机模拟检测的方式对油温进行大致的检测，计算机模拟就是将油温检测和计算机相结合，利用拥有固定编程的软件进行模拟检测。这样的检测方式虽然不能像红外线检测那样得出非常详细数据，但是可以得出大致的油温数据，让工作人员可以大致的了解变压器内部的油温情况，是油温检测技术的一大突破。2.8在线监测技术的多样化发展目前，目前，我国已开发出多种环境在线监测技术，正在向多样化方向发展。传统的在线监测技术主要有物理监测技术、化学监测技术，新兴的在线监测技术有遥感监测技术、全球卫星定位监测技术、生物监测技术等。在环境在线监测技术方面，我国属于后起之秀，但发展势头较猛，同时多样化监测技术不断涌现。相信未来也将会有更多的技术运用到环境在线的监测中。

2.9在线监测系统配置及应用

局部放电高频电流传感器、接地电流传感器及有载分接开关驱动电机电流传感器采用穿芯方式安装，局部放电超声波传感器、有载分接开关加速度传感器及本体振动传感器采用磁吸方式安装，局部放电特高频传感器及磷光温度传感器内置于变压器内部。传感器通过同轴电缆与智能分析单元连接，智能分析单元具备信号放大、滤波、模数转换及采集功能，并具备边缘计算能力，通过通信单元向综合分析单元上传原始数据或本地分析结果。综合分析单元汇集各监测单元状态量、带电检测、智能巡检、变压器负荷等参量，形成基于多源数据融合分析的变压器运行状态评估和故障预警机制。同时，在线监测系统具备自动、连续或周期性采集各状态监测信息功能，可向综合分析软件传送标准化数据、分析结果和预警信息，并接收下传控制命令。综合分析软件具备局部放电幅值、单位时间局部放电次数、铁心和夹件接地电流、振动幅值、油中溶解气体组分含量等特征参量组态、多参量同步实时显示功能，支持多参量趋势分析、阈值及趋势报警、历史数据查询、报表生成等功能。

结语

社会电能需求量增加对电力系统要求不断提升，需要保证供电的安全性与稳定性。电力系统中电力变压器承担着重要任务，它的正常运行至关重要。要采取行之有效的解决措施，控制电力变压器安全运行的影响因素，提高电力变压器运行质量，并为类似研究提供借鉴。

参考文献

[1]杨祥,宗和刚.变压器油色谱在线监测装置故障处理[J].云南水力发电,2021,37(3):148-151.

[2]汪明.浅谈变压器在线监测技术应用[J].设备管理与维修,2020?(23):154-155.

[3]张鹏飞.变压器在线监测技术的应用研究[J].电子元器件与信息技术,2020,4(10):86-87.