變壓器是電力系統中重要的也是昂貴的關(guān)鍵設備，它承擔著(zhù)電壓變換，電能分配和轉移的重任，變壓器的正常運行是電力系統安全、可靠地經(jīng)濟運行和供用電的重要保證，因此，必須大限度地防止和減少變壓囂故障或事故的發(fā)生。但由于變壓器在長(cháng)期運行中，故障和事故是不可能*避免的。引發(fā)變壓器故障和事故的原因繁多，如外部的破壞和影響，不可抗拒的自然災害，安裝、檢修、維護中存在的問(wèn)題和制造過(guò)程中留下的設備缺陷等事故隱患，特別是電力變壓器長(cháng)期運行后造成的絕緣老化、材質(zhì)劣化等等，已成為故障發(fā)生的主要因素。

變壓器狀態(tài)監測系統構架

正因為變壓器故障的不可*避免，對故障的正確診斷和及早預測，就具有更迫切的實(shí)用性和重要性，重要用電單位對變壓器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測正在逐漸推廣普及。

變壓器監測裝置

變壓器主要監測參數如下表所示：

變壓器油中溶解氣體組分和水分感知

新型無(wú)載氣免維護型油中溶解氣體在線(xiàn)感知裝置

新型變壓器油色譜在線(xiàn)感知系統可實(shí)現自動(dòng)定量循環(huán)清洗、進(jìn)油、油氣分離、樣品分析，數據處理，實(shí)時(shí)報警；快速地在線(xiàn)感知變壓器等油浸式電力高壓設備的油中溶解故障氣體的 含量及其增長(cháng)率，并通過(guò)故障診斷專(zhuān)家系統早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減 少重大損失，提高設備運行的可靠性。

變壓器鐵芯接地泄漏電流感知

主變壓器加裝鐵芯接地泄漏電流監測裝置，該裝置采用嵌入式結構、就地測量、數字傳輸，針對變壓器鐵芯接地和變壓器油溫實(shí)施在線(xiàn)感知及診斷，能及時(shí)發(fā)現內部絕緣受潮或受損、鐵芯多點(diǎn)接地、箱體內異物、油箱油泥沉積等故障。當變壓器鐵芯泄漏電流達到報警限值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報警信號，對事故做到早預防早處理，為此類(lèi)設備的狀態(tài)檢修提供可靠技術(shù)依據。

變壓器振動(dòng)與噪聲感知
變壓器綜合振動(dòng)監測裝置采集主機電力變壓器繞組、鐵芯及附件諸如油泵、風(fēng)機的振動(dòng)引起了整體的振動(dòng)。當繞組的壓緊力下降時(shí)，變壓器整體的振動(dòng)特性也將發(fā)生變化。因此可以從箱體的整體振動(dòng)信號的分析得出變壓器整體振動(dòng)及繞組緊固情況。

變壓器綜合振動(dòng)監測裝置

電力變壓器振動(dòng)監測系統采用在線(xiàn)式測振儀進(jìn)行電力變壓器振動(dòng)信號的現場(chǎng)采集，隨即 存儲于測振儀，隨后可通過(guò) USB 接口導入安裝有分析、診斷軟件的用戶(hù)計算機做進(jìn)一步分析。

變壓器局部放電感知
電力變壓器局部放電信號高速采集裝置采用高速信號采集技(ADC+FPGA+ARM)， 兼容高頻脈沖電流、超聲波、暫態(tài)對地過(guò)電壓及超高頻局部放電傳感器，能準確的監測設備內可能產(chǎn)生的局部放電信號，并具有良好的抗干擾能力，可滿(mǎn)足現場(chǎng)相對復雜的電磁環(huán)境和高頻信號干擾的要求。

電力變壓器局部放電信號高速采集裝置采集單元單通道采樣率可達100M/S，具有*的信號捕捉能力?？瑟毩惭b在被監測變壓器附近，周期性地對被監測電力設備進(jìn)行掃描，捕捉變壓器中發(fā)生的各類(lèi)放電的原始信號。針對電力設備內局部放電頻譜寬的特性，采用多通道同時(shí)采集方式，并兼容不同類(lèi)型局部放電傳感器。通過(guò)多路通道信號的采集、濾波、 比對，確保檢測數據的真實(shí)、完整、可靠，大限度地減少和消除干擾信號。

變壓器聲電聯(lián)合局部放電現場(chǎng)檢測示意圖如下：

接觸式超聲傳感器
將傳感器貼在變壓器油箱外殼表面，適用于固體及充油設備的局部放電信號源探測，能有效檢出油浸式設備內部絕緣缺陷。

變壓器繞組溫度監測
變壓器油溫關(guān)系到變壓器的絕緣材料的壽命，當變壓器內有機絕緣材料老化時(shí)，其機械 強度降低，無(wú)法承受正常工作的外力。終導致變壓器發(fā)生電氣故障，無(wú)法工作。對于按照 GB1094 設計的變壓器，在熱點(diǎn)溫度 98℃下相對熱老化率為 1。此熱點(diǎn)溫度與“在環(huán)境溫 度為 20℃和熱點(diǎn)溫升為 78K 下運行”相對應。相對老化率定義為：

此函數表示相對老化率隨熱點(diǎn)溫度變化規律，從公式中可以看出溫度每增加 6 度，相對老化率增加一倍。

變壓器油溫監測示意圖

在線(xiàn)電能質(zhì)量監測
認證級在線(xiàn)電能質(zhì)量監測裝置具有強大的電能質(zhì)量分析、 RTU（含 PLC 控制功能）、故障錄波、諧波分析功能。監測系統可實(shí)現電能質(zhì)量的連續在線(xiàn)監測，精度高、多種通信路徑、通訊傳輸符合   TCP/IP 協(xié)議；高精度測量電力系統各參變量，如電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在 功率、功率因數、線(xiàn)損、變壓器損耗等。

紅外、紫外與可見(jiàn)光圖像融合感知
主流的紅外熱成像技術(shù)是利用物體發(fā)出的不可見(jiàn)紅外能量轉變?yōu)榭梢?jiàn)的熱圖像，并通過(guò) 熱圖像的溫度分布找出絕緣子的異常發(fā)熱點(diǎn)。針對設備放電的情況，如很容易就可以觀(guān)察到過(guò)熱點(diǎn)的紅外圖像時(shí)，電氣設備的絕緣狀態(tài)已經(jīng)極度惡化。因此，為診斷絕緣子的早期故障， 及時(shí)預報該局部放電的發(fā)展趨勢和預測相關(guān)設備的絕緣劣化程度，采用紫外成像技術(shù)能很好的解決這一問(wèn)題；另外，為靈敏地檢測設備的中后期問(wèn)題，仍需利用紅外熱成像監測技術(shù)的 優(yōu)勢；再利用原始的可見(jiàn)光成像能直觀(guān)找出故障位置的優(yōu)點(diǎn)，采用這三種成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)， 統一的監測電氣設備，能保障線(xiàn)路與設備的正常運行，有效避免事故發(fā)生。

變壓器在線(xiàn)監測平臺目標

變壓器在線(xiàn)監測平臺需要具備聯(lián)網(wǎng)及通信能力，建設過(guò)程如下：

變壓器數據感知設備如下：

在線(xiàn)電能質(zhì)量分析儀?Linax PQ3000
Class *在線(xiàn)電能質(zhì)量監控裝置，高分辨率,彩色TFT顯示，在電能質(zhì)量事件造成嚴重影響前檢測出電能問(wèn)題，并提供數據以確定事件發(fā)生時(shí)的根本原因。