变压器故障与监测--变压器在线监测

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1、1.概述 1.1在线监测的经济意义电力变压器是输电和配电网络中最重要的设备。电力变压器的工作效率代表电力部门的财政收益。传统抛售变压器状态信息的方法是外观检查、理化、高压电气试验和继电保护。这些传统方法属于常规的试验和检测，仅仅能够提供变压器故障和事故后的滞后信息，即在事故过后才能获得状态信息。与现代化状态维护发展趋势不相适应，虽然检测方法种类很多，却不能满足对变压器进行实时状态监测的需要。继电保护装置的作用也是如此。随着变压器现代维护技术的发展，产生了状态监测。它打破了以往收集变压器信息的局限性。目前电力系统通过采用对变压器的在线监测，可以即时连续记录各种影响变压器寿命的相关

2、数据，对这些断气的自动化处理可及早发生故障隐患，实现基本的状态维护。现代科技进步使微电子技术、传感技术和计算机技术广泛应用于电力系统高压设备的状态监测成为现实。国内外应用的各种在线监测装置和方法相继投稿到电网和变电站，从而积累了许多在线监测的经验，促使在线监测技术上不断完善和成熟。开拓了高压装置状态维护的新局面。变压器在线监测技术的优越之外是以微处理技术为核心，具有标准程序软件，可将传感器、数据收集硬件、通信系统和分析功能组装成一体，弥补了室内常规检测方法和装置的不足。变压器综合在线监测技术通过及时捕捉早期故障的先兆信息，不仅防止了故障向严重程度的发展，还能够将故障造成的严重后

3、果降到最低限度。变压器在线监测服务器与电力部门连接，使各连接部门都可随时获取变压器状态信息，这种方式不仅降低了变压器维护成本，还降低了意外停电率。连接到监测服务器的用户数量不限，通过防火墙可进入成套变电站。因此，变压器在线监测提高了运行可靠性，延缓了维护费用的投稿，延长了检修周期和变压器寿命。由此带来的经济效益是非常可观的。我国从20世纪70年代采用带电测试。80年代开始实现数字化测量。从90年代开始采用多功能微机在线监测，从而实现了变压器绝缘监测的全部自动化。国内多家电力研究部门和高等院校从90年代初将研制的各种在线监测装置陆续投稿在中型发电厂和变电站，对变压器及高压电器设备

4、的在线监测起到一定作用，尽管有2/3的在线监测装置存在这样或那样的问题，但通过在线监测，的确积累了许多实际经验。图1-1是变压器诊断专家系统示意图。图1-1变压器异常诊断专家项式▲—代表调制解调器变压器在线监测系统有两种形式：集中式和分散式。集中式可对所有被测设备定时或巡回自动监测，分散式是利用专门的测试仪器测取信号就地测量。目前，集中式在线监测尚存在一定的不足。例如，测量结婚重复性较差，传感器信号失真，监测系统管理和综合判断能力不够等。但主要应属产品结构设计和质量方面的问题。尽管如此，维护变压器最佳运行和现代化管理的最佳途径仍是综合性变压器在线监测。相信通过科技的飞跃发展，变

5、压器在一监测技术将不断完善成熟。1.2变压器在线监测的条件和特点变压器在线监测的先决条件是与计算机联网。利用IT技术通过标准化软件或浏览器获得变压器状态信息。通过系统分析、计算测到的数据，并结合专家系统做综合智能诊断。在线监测的技术优越性主要体现在它自身具有自检功能和专家系统结合后具有综合判断故障的能力。由于在线监测的最终目的是延长高压设备的寿命，提高电力部门的供电质量和经济效益，所以在线监测装置的造价不能太高。根据国内电力部门的统计分析，如果将变压器事故率定在0.5～1%，那么，在线监测的费用则不应超过这一范围。变压器在线监测的主要特点是通过连续监测变压器一段时间参数的变化趋

6、势来判定变压器运行状况。在线监测可以捕捉到非瞬间故障的先兆信息。它的最突出特点是可以在运行中实时监测。这是在线监测最大的技术优势。尽管根据在线监测捕捉到的动态信息对变压器内部的突发性故障进行预测存在很大的局限性，但它却是现代化状态维护的必须手段。它对于制定、布署下一步的检修计划和方案具有十分重要的现实指导意义。在互监测所采用的监测仪（如传感器等）可靠性很高，安装在变压器上不需要人去维护，具有很高的自检功能。一旦监测仪自身存在问题，可自动发出声光报警。因此，排除了常规检测方法中由人为造成的各种误差和不准确性。在线监测的周期能人为设定，范围可以从几小时至几年。1.3在线监测的对象和

7、经济效益变压器在线监测的对象应是有问题或是怀疑有问题的变压器。在线监测的费用主要取决于安装传感器的数量。在线监测的费用不应该超出变压器的事故的损失费用。对在线监测的成本效益分析需要很多单独参数，而这些参数很难获得，如失效概率。如果按照国内有关部门规定的事故率推算，在线监测的成本应当是一台新变压器平均价格的1%。国外经验认为，变电站在线监测的安装成本与安装的变压器台数成反比。即变电站网络越大，在线监测的成本则越低。美国和瑞士的变压器在线监测实践证明，分接开关和发电机升压变压器的监测成本是一台新