分析主變壓器的油色譜、溫度（光纖測(cè)溫）、鐵芯接地、局部放電、套管介損等五種在線監(jiān)測(cè)，得出配置主變壓器在線監(jiān)測(cè)是安全，可靠、經(jīng)濟(jì)的結(jié)論。

　　1.前言

　　大型電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行日益受到各界的關(guān)注，尤其越來越多的大容量變壓器進(jìn)網(wǎng)運(yùn)行，一旦造成變壓器故障，將影響正常生產(chǎn)和人民的正常生活，而且大型變壓器的停運(yùn)和修復(fù)將帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失，在這種情況下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的絕緣數(shù)據(jù)，使變壓器長(zhǎng)期在受控狀態(tài)下運(yùn)行，避免造成變壓器損壞，對(duì)變壓器安全可靠運(yùn)行具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

　　主變壓器在線監(jiān)測(cè)主要包括：油色譜、溫度（光纖測(cè)溫）、鐵芯接地、局部放電、套管介損監(jiān)測(cè)。

　　2.變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)

　　變壓器油中溶解氣體分析是診斷充油電氣設(shè)備最有效的方法之一，能夠及早發(fā)現(xiàn)潛在性故障。由于試驗(yàn)室分析的取樣周期較長(zhǎng)，且脫氣誤差較大及耗時(shí)較多等問題，因此不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，很難滿足安全生產(chǎn)和狀態(tài)檢修的要求。油色譜在線監(jiān)測(cè)采用與實(shí)驗(yàn)室相同的氣相色譜法。能夠?qū)ψ儔浩饔椭腥芙夤收蠚怏w進(jìn)行實(shí)時(shí)持續(xù)色譜分析，可以監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)變壓器油中七種故障氣體，包括氫氣（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。

　　該系統(tǒng)目前已廣泛應(yīng)用于變壓器的在線故障診斷中，并且建立起模式識(shí)別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)識(shí)別，是當(dāng)前在變壓器局部放電檢測(cè)領(lǐng)域非常有效的方法。

　　3.變壓器光纖測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)

　　變壓器壽命的終結(jié)能力最主要因素是變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度。傳統(tǒng)的繞組溫度指示儀（WTI）是利用"熱像"原理間接測(cè)量繞組溫度的儀表，安裝在變壓器油箱頂部感測(cè)頂層油溫，WTI指示的溫度是基于整個(gè)變壓器的油箱內(nèi)平均油溫的變化，很難反映出繞組溫度的快速變化。

　　光纖測(cè)溫系統(tǒng)能實(shí)時(shí)直接地測(cè)量繞組熱點(diǎn)溫度，分布型光纖傳感系統(tǒng)測(cè)溫精度可達(dá)1度，非常適合于大型變壓器繞組在線測(cè)量。其基本原理是將具有一定能量和寬度的激光脈沖耦合到光纖，它在光纖中傳輸，同時(shí)不斷產(chǎn)生背向信號(hào)。因背向散射光狀態(tài)受到各點(diǎn)物理、化學(xué)效應(yīng)調(diào)制，將散射回來的光波經(jīng)檢測(cè)器解調(diào)后，送入信號(hào)處理系統(tǒng)，便可獲得各點(diǎn)溫度信息，并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時(shí)間對(duì)這些信息定位。這根光纖可數(shù)公里長(zhǎng)，光纖可進(jìn)入變壓器繞組內(nèi)。

　　4.變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測(cè)

　　變壓器鐵芯是電—磁—電轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，是變壓器最重要的部件之一。變壓器在運(yùn)行中，因鐵芯疊裝工藝欠佳、振動(dòng)摩擦、導(dǎo)電雜質(zhì)等原因，造成鐵芯片間短路，而導(dǎo)致放電過熱和多點(diǎn)接地故障。如果鐵芯或夾件有兩點(diǎn)以上接地時(shí)，則接地點(diǎn)間會(huì)形成閉合回路，鏈接部分磁通，形成環(huán)流，產(chǎn)生局部過熱，甚至燒壞鐵芯。在極端的情況下，會(huì)破壞繞組絕緣，造成變壓器損壞。

　　由于變壓器鐵芯接地電流的大小隨鐵芯接地點(diǎn)多少和故障嚴(yán)重的程度而變化，因此，預(yù)防性維修中，國(guó)內(nèi)外都把鐵芯接地電流作為診斷大型變壓器鐵芯短路故障的特征量。對(duì)于鐵芯和上夾件分別引出油箱外接地的變壓器，可分別用測(cè)出鐵芯和夾件對(duì)地的電流，如果二者相等，且數(shù)值在數(shù)安以上時(shí)，鐵芯與夾件有連接點(diǎn)；如果前者遠(yuǎn)大于后者，且數(shù)值在數(shù)安以上時(shí)，鐵芯有多點(diǎn)接地；如果后者遠(yuǎn)大于前者，且數(shù)值在數(shù)安以上時(shí)，夾件有多點(diǎn)接地。

　　鐵芯或夾件接地電流數(shù)量級(jí)在幾十毫安到幾安培甚至更大，檢測(cè)量程比較寬，主要是電阻性電流，因此測(cè)量技術(shù)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較容易，一般都作為變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的常選項(xiàng)。對(duì)鐵芯接地電流的測(cè)量，被測(cè)的電流信號(hào)在變壓器鐵芯接地引線利用穿芯電流傳感器取樣測(cè)量。

　　5.變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)

　　局部放電既是設(shè)備絕緣老化的先兆，也是造成絕緣老化并最終發(fā)生絕緣擊穿的一個(gè)重要原因。很多故障都可以從局部放電量和放電模式的變化中反映出來。變壓器局部放電過程中伴隨著電脈沖、電磁輻射、超聲波等現(xiàn)象，可能引起變壓器局部過熱及產(chǎn)生特征油氣。局部放電水平及其增長(zhǎng)速率的明顯增加，能夠指示變壓器內(nèi)部正在發(fā)生的變化。由于局部放電能夠?qū)е陆^緣惡化乃至擊穿，故需要進(jìn)行局部放電參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)。

　　目前對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行檢測(cè)的方法主要是超高頻（UHF）檢測(cè)法。超高頻法是近10年才發(fā)展起來的一種新的局部放電檢測(cè)技術(shù)。相對(duì)于以往的GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)，它具有抗干擾能力強(qiáng)，可以對(duì)局部放電源進(jìn)行定位，可以識(shí)別不同的絕緣缺陷，靈敏度高，并能對(duì)變壓器和GIS局部放電進(jìn)行長(zhǎng)期的在線監(jiān)測(cè)，因此它的發(fā)展得到了各國(guó)電力部門的重視。變壓器油及油/絕緣紙中發(fā)生的局部放電，其信號(hào)的頻譜很寬，放電過程可以激發(fā)出數(shù)百甚至數(shù)千兆赫茲的超高頻電磁波信號(hào)，此電磁波由安裝在變壓器箱體開窗處的傳感器獲取，用于實(shí)現(xiàn)局部放電檢測(cè)。超高頻法是目前相對(duì)比較成熟的測(cè)量局部放電的方法。

　　6.變壓器套管介損在線監(jiān)測(cè)

　　電力變壓器的高壓容性套管，按照其結(jié)構(gòu)和使用壽命，是變壓器所有部件中最危險(xiǎn)的部件之一。

　　一般情況下，電壓110kV以上的套管結(jié)構(gòu)共同點(diǎn)是：它們運(yùn)行過程中易受到非常高的機(jī)械、電氣應(yīng)力以及熱應(yīng)力的影響，隨著水分的滲入和油的品質(zhì)降低，絕緣紙的老化以及過熱都會(huì)導(dǎo)致高壓套管絕緣品質(zhì)的下降。這些套管的絕緣品質(zhì)的改變通常都會(huì)引起套管介質(zhì)損耗的改變。這樣會(huì)造成部分絕緣系統(tǒng)的損壞，影響運(yùn)行安全，并且會(huì)無法保證進(jìn)一步的運(yùn)行安全。

　　通過測(cè)量介質(zhì)損耗tgδ，可較為靈敏地發(fā)現(xiàn)電容型設(shè)備的絕緣缺陷，利用在線監(jiān)測(cè)手段，在設(shè)備的運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這個(gè)參數(shù)，不但可及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的絕緣缺陷，還可達(dá)到延長(zhǎng)甚至替代常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)的目的。

　　7.結(jié)論

　　大容量變壓器增加在線監(jiān)測(cè)裝置創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于該在線監(jiān)測(cè)設(shè)備一次性投資，而且在線監(jiān)測(cè)技術(shù)較為成熟，大容量主變壓器配置油色譜、繞組溫升（光纖測(cè)溫）、鐵芯接地、局部放電、套管介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)是安全，可靠、經(jīng)濟(jì)的。

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