關(guān)于變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的論文

　　變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的運用

　　【摘 要】為保證電力系統能夠為用電客戶(hù)穩定、優(yōu)質(zhì)的提供電能，變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的運用十分重要。本文通過(guò)分析變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的原理，并針對這些原理對變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的運用進(jìn)行了總結和分析。

　　【關(guān)鍵詞】變壓器；電力系統；在線(xiàn)監測

　　變壓器是利用電磁感應原理來(lái)改變電力電壓的裝置，隨著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的逐漸加劇，變壓器作為保證電力能夠安全輸送到用電客戶(hù)的重要設備，保證其平穩運行受到相關(guān)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)給變壓器在線(xiàn)監測帶來(lái)了很多新技術(shù)，這些技術(shù)在變壓器監測領(lǐng)域的運用有效的保證了用電客戶(hù)的用電安全，滿(mǎn)足了我國社會(huì )和經(jīng)濟發(fā)展中對能源的需求。

　　一、變壓器在線(xiàn)監測原理

　　1、局部放電監測

　　由于變壓器的使用環(huán)境和設備原因，局部放電現象會(huì )給變壓器的絕緣帶來(lái)不同程度的影響，甚至會(huì )擊穿絕緣介質(zhì)從而導致設備故障甚至威脅人員安全。變壓器在運行中長(cháng)期處于工作電壓的作用下，隨著(zhù)電壓等級的提高，其絕緣體受到的電場(chǎng)強度也不同，由于變壓器各部件的絕緣層薄厚不同，因此很容易在絕緣薄弱處發(fā)生放電現象。由于變壓器是電磁感應設備，因此在變壓器放電過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一定的機械脈沖，在正常情況下這種脈沖波由于能量很小是不容易被人發(fā)現的，但通過(guò)壓電轉換器我們能將脈沖波轉換為電壓信號，從而實(shí)現對變壓器的局部放電監測。

　　2、油中溶解氣體監測

　　由于變壓器在電磁感應變壓過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生熱量，為了保證設備的安全運行我們就必須對運行中的變壓器進(jìn)行降溫。變壓器油正是起到了變壓器散熱冷卻的作用，不僅如此，變壓器油還能起到防止電暈和電弧放電現象的產(chǎn)生。變壓器油是石油的一種分餾產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴，環(huán)烷族飽和烴，芳香族不飽和烴等化合物。當變壓器出現故障時(shí)，變壓器油會(huì )在熱和電的雙重作用下被分解，從而產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、甲烷和乙烯等氣體，我們通過(guò)利用氣象色譜技術(shù)分析變壓器油中這些氣體的類(lèi)別和濃度變化就能夠判斷出變壓器的潛在安全隱患，從而實(shí)現變壓器在線(xiàn)監測和故障分析的目的。

　　3、介質(zhì)損耗及泄露電流監測

　　變壓器的`介質(zhì)損耗主要包括磁滯損耗和渦流損耗兩個(gè)部分，當磁滯損耗現象發(fā)生時(shí)，由于鐵芯內存在“磁滯回線(xiàn)”因此感應電動(dòng)勢和磁化電流間的相位差就發(fā)生了變化，從而使變壓器損耗加大。渦流損耗通磁滯損耗相同，等效與在變壓器上并聯(lián)一個(gè)有功的電流成分，從而增大介質(zhì)的損耗量�，F階段的介質(zhì)損耗檢測主要有直接測量相位角、諧波分析和相對介質(zhì)損耗這三種方法。泄露電流主要是由于變壓器鐵芯和夾件絕緣不良或者出現多點(diǎn)接地時(shí)發(fā)生的，泄露電流不但會(huì )影響變電器的散熱效果，還可能會(huì )導致繞組燒毀。當前普遍運用的變壓器電流監測法有全電流和阻性電流兩種方法。

　　4、SF6氣體監測

　　SF6是法國化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，由于其良好的電氣絕緣性能及優(yōu)越的滅弧性能被普遍應用于變壓器的絕緣中。一旦變壓器發(fā)生內部故障會(huì )導致SF6氣體泄漏，我們通過(guò)對變壓器的SF6氣體監測能夠及時(shí)發(fā)現變壓器是否發(fā)生故障，并及時(shí)對故障變壓器進(jìn)行檢修和維護。

　　5、紅外線(xiàn)測溫監測

　　無(wú)故障的變壓器在正常運行時(shí)其向外界散發(fā)的熱量是規律的，一旦變壓器出現了故障，會(huì )導致變壓器向外部散發(fā)熱量出現變化，我們通過(guò)利用紅外線(xiàn)技術(shù)監測變壓器的溫度變化，就能夠實(shí)現變壓器的監測。利用紅外線(xiàn)變壓器監測，可以實(shí)現24小時(shí)不間斷監測，并將數據上傳給遠程服務(wù)器，實(shí)現變壓器的遠程監測。

　　二、變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的運用

　　1、氣象色譜在線(xiàn)監測技術(shù)的運用

　　由于變壓器中氣體是以多種氣體混合存在的，因此我們在進(jìn)行氣體監測時(shí)會(huì )根據需要及變壓器特點(diǎn)選擇單組份或多組分氣體的在線(xiàn)監測方法。氫氣是變壓器出現故障時(shí)最容易產(chǎn)生的氣體，對單組份氣體監測主要是監測混合氣體中的氫氣，我們可以利用把柵極場(chǎng)效應管、催化燃燒型傳感器以及電化學(xué)氫氣傳感器實(shí)現對氫氣的在線(xiàn)監測。而多組分氣體的在線(xiàn)監測則經(jīng)常使用熱導式傳感器、氫焰離子化傳感器以及半導傳感器等。

　　2、紅外在線(xiàn)監測技術(shù)的運用

　　紅外線(xiàn)是物體在釋放熱能過(guò)程中伴生的一種輻射波，波長(cháng)范圍在0.76～100μm。紅外在線(xiàn)監測技術(shù)通過(guò)利用紅外探測器將物體輻射信號轉化為電信號，從而根據紅外線(xiàn)的功率強度判斷變壓器內部的熱量分布情況。紅外線(xiàn)在線(xiàn)監測系統更可以將紅外信號還原成熱像圖來(lái)模擬反映變壓器內外結構中各部分的熱量特點(diǎn)，從而實(shí)現對變壓器工作溫度的在線(xiàn)監控。

　　通過(guò)紅外技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的綜合運用，變壓器紅外線(xiàn)監測技術(shù)能夠實(shí)現變壓器工作的24h實(shí)時(shí)監測。有著(zhù)響應速度快、測量范圍寬和測量結果直觀(guān)形象的特點(diǎn)。作為可以實(shí)現遠程變壓器監測的先進(jìn)監測技術(shù)手段，紅外線(xiàn)監測法被廣泛應用于電力系統的設備監測工作中，并保障了電力系統平穩、安全運營(yíng)。

　　3、變壓器微水在線(xiàn)監測技術(shù)

　　過(guò)去，變壓器油微水檢測通常采用對變壓器油采樣，在實(shí)驗室使用色譜分析法、卡爾?費休試劑法或庫侖法對樣品進(jìn)行檢測。但這種方法卻沒(méi)有實(shí)時(shí)監控的能力，只能采用“定期換油”的方式來(lái)預防事故的發(fā)生，造成了大量的人力、物力和財力的浪費。

　　目前，在線(xiàn)監測正成為變壓器油中微水測量的發(fā)展趨勢。變壓器微水在線(xiàn)監測技術(shù)主要有傳感器、數據采集系統及數據處理系統組成。傳感器多用的是電容傳感器，將傳感器接受到的信息傳送給數據采集系統后，利用電磁諧振技術(shù)實(shí)現微水量的測量，最后通過(guò)數據處理設備進(jìn)行數據分析。目前我國變壓器微水在線(xiàn)監測系統還會(huì )運用到溫度傳感器，以測量干燥環(huán)境溫度補充溫度對紙板介電特性和物力特性的影響，從而消除在檢測時(shí)測量環(huán)境對為水量測量結果的誤差，更好的反映出絕緣紙板中的水分含量，以實(shí)現變壓器監測的準確性。

　　4、變壓器油溫在線(xiàn)監測技術(shù)

　　變壓器油溫過(guò)熱是影響變壓器運行穩定性和使用壽命的重要因素，因此對變壓器進(jìn)行運行中的油溫監測對變壓器的故障檢測和排除十分有效。但由于變壓器內部零件復雜，油溫測量麻煩，油溫監測方法一直處于被忽視的位置。隨著(zhù)科技的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統中的應用，變壓器的油溫監測再一次被國際大電網(wǎng)會(huì )議提上了議程，并將其列為變壓器在線(xiàn)監測的重點(diǎn)監測手段進(jìn)行推廣和研究。

　　在傳統的變壓器油溫檢測中，通常使用的是間接模擬測量的方法，隨著(zhù)科技和計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現如今的變壓器油溫監測系統則是由前端數據采集系統、通信系統、轉接器部分、控制電力部分等硬件結合計算機模擬分析軟件實(shí)現的。雖然現行的變壓器油溫監測系統不能為變壓器能否安全運營(yíng)提供有效數據，但用戶(hù)卻可以通過(guò)變壓器油溫監測系統的應用對運行中的變壓器運行情況做到心中有數，從而保證變壓器運營(yíng)的效率和穩定性。

　　參考文獻：

　　[2]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社.2010.