电力变压器是电力系统中最主要的设备,同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一,对其运行状况实时监测,保证其安全可靠运行,具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度,可以作为反映设备异常的特征量。如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段,实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测,是本文的出发点。本文的目标是设计一基于油中溶解气体分析(DGA)的电力变压器状态监测与故障分析系统,通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的五种特征气体(氢气H2、甲烷CH4、乙炔C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6)组分含量在线实时监测,从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。色谱层析室状态参量达到稳定情况下,载气携带被测样气通过色谱柱进行气体分离,利用氢焰离子化检测器把不同特征气体含量信号转变为相应的电信号,经信号处理后以无线传输模式将数据信息实时发送到上位机;上位机色谱工作站对数据信息进行谱图处理和定量分析,并利用以DGA为特征量的灰色关联故障诊断算法对变压器的状态进行诊断。系统可通过上位机色谱工作站实现远程状态控制与监测、数据采集、谱图处理、定量分析和故障诊断等功能。本文重点对以DGA为特征量的灰色关联故障诊断算法进行了深入研究,软硬件上实现了特征气体组分信号和多路状态信号的采集、显示、控制和无线远距离传输,并设计上位机色谱工作站实现了对五种特征气体组分含量的定量分析和变压器状态的故障诊断。系统对标准样气的测试结果与实际值相当接近,误差不超过3.5%,满足工程化检验要求;系统对典型故障气体组分含量的诊断报告与变压器的真实故障基本吻合,证明了系统整体工作的可靠性。