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摘 要：在变电站变压器运行中采用在线监测系统，能够快速准确的进行故障定位、诊断和分析，为变压器的稳定运行奠定基础。对此，本文首先对在线监测技术的应用现状进行介绍，然后结合实例，对220kV变电站变压器在线监测系统的设计要点以及运行效果进行详细探究。
关键词：变电站变压器；油色谱检测；铁心接地电流监测；振动监测
中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0143-01
1 引 言
随着电网建设技术的快速发展，在线监测系统技术水平也逐渐提升，在促进电网发展，保障电网运行质量方面发挥着十分重要的作用。对变压器采用在线监测技术，可最大程度减小故障对变压器的不良影响，对此进行详细探究迫在眉睫。
2 在线监测技术应用现状
在线监测系统指的是通过应用定位技术、传感技术、计算机技术、网络技术等，构建完善的辅助运行系统。在线监测系统运行中，能够快速的我完成故障识别、诊断、报警和追踪定位等等，进而保障变电站电气设备的稳定运行。现如今，在线监测系统已经被广泛应用于变电站建设中，但是，同时也暴露出很多不足，比如抗电磁干扰能力差、稳定性较差等等，因此，还需对变电站在线监测系统进行优化改进。
3 220kV变电站变压器在线监测系统设计实例
变压器在线监测与分析系统以变压器电气参数、机械振动和变压器油中气体成分分析为前提，利用虚拟仪器和高速数据采集卡等技术，将采集到的信号再通过放大、滤波等技术抑制干扰信号，采用虚拟仪器的数字滤波、干扰自适应抑制法、小波分析等分析方法分析电气参数，运用气相色谱法和三比值法两种诊断方法分析诊断油色谱气体，运用BNs诊断变压器运行状态。系统的数据采集卡完成数据采集和数据存储；工控机对采样进行处理、分析、诊断以及显示。系统组成如图1所示。
4 220kV变电站变压器在线监测系统数据的采集与处理
4.1 油色谱检测
变压器发生故障时，故障类型不同，油中会产生不同比例的气体，故可采用油色谱检测技术对气体来进行检测，并对故障进行分类分析，常用的特征气体有6种：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2。油色谱分析系统把采集到的气体成分通过传感器采集后传给上位机，以分析变压器的运行状态。油色谱数据分析常用的分析方法有三比值法、大卫三角法、气相色谱法等，系统采用改良三比值法和罗杰斯四比率法相结合的方法分析处理气体数据，处理结果更精确可靠。
4.2 铁心接地电流监测
变压器铁心多点接地形成的闭合环电流一般由50Hz的工频分量和高频脉冲分量构成。铁心接地电流监测，通过高精度接地泄漏电流传感器采集变压器铁心及固定件的泄漏电流，运用“四比值”法处理采集到的信号，根据电流频谱分布情况来判断铁心是否存在多点接地故障。
4.3 振动监测
当铁心中主磁通和铁心振动在空载和负载变化时大小基本保持不变。通过振动传感器，采集变压器振动信号，它是空载时测得的信号，而铁心和绕组的振动叠加信号就是负载时测量的信号。变压器稳定工作时，变压器器身振动是由铁心振动引起，振动大小跟随铁心故障而改变。因此，可据此原理诊断变压器铁心的状况。
4.4 采集数据处理
变压器故障时产生的现象与运行状态之间的关系复杂，常规算法无法完成对变压器故障的诊断分析。对于大量信息不完整、不确定的故障，选择运用处理不确定信息的贝叶斯网络建模分析。
基于专家经验系统、现场数据采集、故障样本库等，针对不同工况下的变压器各关键部分的电压、电流、绝缘电阻和变压器的振动、温度和电气参数，采用VC++调用SMILE构建贝叶斯网络故障监测与分析模型，设计故障监测与分析相关算法，并将关键模块生成DLL文件，基于LabView平台调用库函数节点控件调用生成的DIL文件，完成数据处理和变压器运行状态监测诊断。
5 220kV变电站变压器在线监测系统测试
系统包含振动监测、铁心接地监测、油色谱在线检测3个模块，根据采集到的變压器运行数据，经分析诊断，推理出运行健康状态，得出综合分析报告。系统还具有历史数据查询的功能。该系统综合分析界面如图2所示，从图中可看出某一时刻变压器各个故障类型的故障概率，该故障概率是以监测到的变压器运行状态为证据，根据贝叶斯网络推理得到。其中，运行趋势是根据变压器一段时间内监测参数增长率和故障概率来确定。
6 结 语
综上所述，变压器是电力系统的核心，通过监测变压器的多种指标来判断系统是否正常运行，甚至预测出潜在的故障，对确保变压器系统安全稳定运行具有重大理论与工程意义。本文结合实例，根据仿真研究分析可见，变电站变压器采用在线监测系统，可准确收集信号，精确判断变压器是否出现故障，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]周求宽，万军彪，王丰华，等.电力变压器振动在线监测系统的开发与应用[J].电力自动化设备，2014，34（3）：162～166.
[2]陈安伟，乐全明，张宗益，等.智能变电站一次主设备在线监测系统工程实现[J].电力系统自动化，2012，36（13）：110～115.
[3]赵 煦，成永红，孟永鹏，等.变压器多参量在线监测集成系统的开发和应用[J].中国电力，2011，44（7）：31～35.
收稿日期：2018-9-20
作者简介：毋靖轩（1987-），男，工程师，本科，主要从事变电检修、电气试验等工作。
关键词：变电站变压器；油色谱检测；铁心接地电流监测；振动监测
中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0143-01
1 引 言
随着电网建设技术的快速发展，在线监测系统技术水平也逐渐提升，在促进电网发展，保障电网运行质量方面发挥着十分重要的作用。对变压器采用在线监测技术，可最大程度减小故障对变压器的不良影响，对此进行详细探究迫在眉睫。
2 在线监测技术应用现状
在线监测系统指的是通过应用定位技术、传感技术、计算机技术、网络技术等，构建完善的辅助运行系统。在线监测系统运行中，能够快速的我完成故障识别、诊断、报警和追踪定位等等，进而保障变电站电气设备的稳定运行。现如今，在线监测系统已经被广泛应用于变电站建设中，但是，同时也暴露出很多不足，比如抗电磁干扰能力差、稳定性较差等等，因此，还需对变电站在线监测系统进行优化改进。
3 220kV变电站变压器在线监测系统设计实例
变压器在线监测与分析系统以变压器电气参数、机械振动和变压器油中气体成分分析为前提，利用虚拟仪器和高速数据采集卡等技术，将采集到的信号再通过放大、滤波等技术抑制干扰信号，采用虚拟仪器的数字滤波、干扰自适应抑制法、小波分析等分析方法分析电气参数，运用气相色谱法和三比值法两种诊断方法分析诊断油色谱气体，运用BNs诊断变压器运行状态。系统的数据采集卡完成数据采集和数据存储；工控机对采样进行处理、分析、诊断以及显示。系统组成如图1所示。
4 220kV变电站变压器在线监测系统数据的采集与处理
4.1 油色谱检测
变压器发生故障时，故障类型不同，油中会产生不同比例的气体，故可采用油色谱检测技术对气体来进行检测，并对故障进行分类分析，常用的特征气体有6种：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2。油色谱分析系统把采集到的气体成分通过传感器采集后传给上位机，以分析变压器的运行状态。油色谱数据分析常用的分析方法有三比值法、大卫三角法、气相色谱法等，系统采用改良三比值法和罗杰斯四比率法相结合的方法分析处理气体数据，处理结果更精确可靠。
4.2 铁心接地电流监测
变压器铁心多点接地形成的闭合环电流一般由50Hz的工频分量和高频脉冲分量构成。铁心接地电流监测，通过高精度接地泄漏电流传感器采集变压器铁心及固定件的泄漏电流，运用“四比值”法处理采集到的信号，根据电流频谱分布情况来判断铁心是否存在多点接地故障。
4.3 振动监测
当铁心中主磁通和铁心振动在空载和负载变化时大小基本保持不变。通过振动传感器，采集变压器振动信号，它是空载时测得的信号，而铁心和绕组的振动叠加信号就是负载时测量的信号。变压器稳定工作时，变压器器身振动是由铁心振动引起，振动大小跟随铁心故障而改变。因此，可据此原理诊断变压器铁心的状况。
4.4 采集数据处理
变压器故障时产生的现象与运行状态之间的关系复杂，常规算法无法完成对变压器故障的诊断分析。对于大量信息不完整、不确定的故障，选择运用处理不确定信息的贝叶斯网络建模分析。
基于专家经验系统、现场数据采集、故障样本库等，针对不同工况下的变压器各关键部分的电压、电流、绝缘电阻和变压器的振动、温度和电气参数，采用VC++调用SMILE构建贝叶斯网络故障监测与分析模型，设计故障监测与分析相关算法，并将关键模块生成DLL文件，基于LabView平台调用库函数节点控件调用生成的DIL文件，完成数据处理和变压器运行状态监测诊断。
5 220kV变电站变压器在线监测系统测试
系统包含振动监测、铁心接地监测、油色谱在线检测3个模块，根据采集到的變压器运行数据，经分析诊断，推理出运行健康状态，得出综合分析报告。系统还具有历史数据查询的功能。该系统综合分析界面如图2所示，从图中可看出某一时刻变压器各个故障类型的故障概率，该故障概率是以监测到的变压器运行状态为证据，根据贝叶斯网络推理得到。其中，运行趋势是根据变压器一段时间内监测参数增长率和故障概率来确定。
6 结 语
综上所述，变压器是电力系统的核心，通过监测变压器的多种指标来判断系统是否正常运行，甚至预测出潜在的故障，对确保变压器系统安全稳定运行具有重大理论与工程意义。本文结合实例，根据仿真研究分析可见，变电站变压器采用在线监测系统，可准确收集信号，精确判断变压器是否出现故障，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]周求宽，万军彪，王丰华，等.电力变压器振动在线监测系统的开发与应用[J].电力自动化设备，2014，34（3）：162～166.
[2]陈安伟，乐全明，张宗益，等.智能变电站一次主设备在线监测系统工程实现[J].电力系统自动化，2012，36（13）：110～115.
[3]赵 煦，成永红，孟永鹏，等.变压器多参量在线监测集成系统的开发和应用[J].中国电力，2011，44（7）：31～35.
收稿日期：2018-9-20
作者简介：毋靖轩（1987-），男，工程师，本科，主要从事变电检修、电气试验等工作。