摘要：隨著電力系統(tǒng)朝著超高壓、大容量方向發(fā)展，以及社會發(fā)展和生活對供電可靠性要求的提高，預(yù)防和控制電力系統(tǒng)重要設(shè)備突發(fā)性故障是保證電力系統(tǒng)可靠供電的重要手段。電力變壓器的在電力系統(tǒng)中的可靠運行，直接關(guān)系到大范圍用戶的供電質(zhì)量。因此，對電力變壓器運行狀態(tài)進行實時或定時的在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期絕緣缺陷，對防止突發(fā)事故的發(fā)生，減少不必要的停電檢修，避免傳統(tǒng)試驗對電氣設(shè)備由于“過度檢修”所造成的巨大損失，延長設(shè)備的使用壽命具有重要意義。本文分析了電力變壓器在線監(jiān)測與傳統(tǒng)檢修方式的優(yōu)缺點，介紹了我廠主變在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用情況，并提出了改進建議。

關(guān)鍵詞：變壓器故障;在線監(jiān)測技術(shù)

第一章 電力變壓器常見故障類型及診斷手段

電力變壓器常見的故障主要是變壓器滲油和鐵芯多點接地。

變壓器滲漏油包括油箱焊縫滲油、低壓側(cè)套管滲漏、防爆管滲油。變壓器滲漏油不僅會給電力企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失、環(huán)境污染，還會影響變壓器的安全運行，可能造成不必要的停運甚至變壓器的損毀事故。

另外，變壓器鐵心有且只能有一點接地，若出現(xiàn)兩點及以上的接地點，則造成主變多點接地。變壓器鐵心多點接地運行將導(dǎo)致鐵心出現(xiàn)故障，危及變壓器的安全運行。

電力變壓器在運行中發(fā)生故障時，除油中氣體成分和電氣參數(shù)發(fā)生變化外，一般常伴有某些部位的外表顏色、氣味、聲音、溫度、油位等的變化，結(jié)合這些變化對分析與綜合診斷變壓器的故障部位性質(zhì)、程度、趨勢和嚴重性等起到一定的作用。

在實際運行中，如懷疑主變運行異常，通常的診斷手段如下：

1.外觀檢查。

變壓器運行中發(fā)生異常時，外表常會發(fā)生各種變化，通過外觀檢查可以發(fā)現(xiàn)某些缺陷。如：（1）防爆筒薄膜龜裂破損。（2）套管閃絡(luò)放電。（3）滲漏油。（4）變壓器氣體繼電器內(nèi)有氣體。

2.顏色、氣味異常

變壓器的許多故障都伴隨有過熱現(xiàn)象，使某些部件局部過熱，引起有關(guān)部件顏色變化或產(chǎn)生特殊焦臭氣味等。正常情況下，變壓器氣體繼電器內(nèi)充滿了變壓器油。若氣體繼電器內(nèi)有瓦斯氣體，會造成輕瓦斯保護動作，嚴重時則會造成重瓦斯跳閘。

3.聲響異常

變壓器故障運行時，從運行中聲音的變化可發(fā)現(xiàn)與正常運行時有明顯差異。變壓器是靜態(tài)運行的電力設(shè)備，正常運行時在交流電磁場的作用下，變壓器器身會發(fā)出輕微連續(xù)的“嗡嗡”聲，常被稱為交流電磁聲，簡稱交流聲。正常運行中變壓器發(fā)出的“嗡嗡”聲是連續(xù)均勻的，如果產(chǎn)生的聲音不均勻擁特殊的響聲，應(yīng)視為不正常現(xiàn)象。（1）出現(xiàn)雜聲。（2）伴有放電聲。（3）夾有水沸騰聲。（4）夾有爆裂聲.此外，若變壓器的聲音中央有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊聲或摩擦聲時，有可能是變壓器外部某些零件如表計、電纜、油管等，受變壓器振動或風(fēng)力造成撞擊或摩擦。

4.溫度異常

（1）內(nèi)部故障引起溫度異常。（2）散熱器閥門不通引起溫度異常。（3）呼吸器堵塞或嚴重漏油引起溫度異常。（4）冷卻裝置運行不正常引起溫度異常。

5.油位異常

變壓器儲油柜的油位表或油位計溫度刻度，是標志變壓器不同油溫時的油面標志，根據(jù)標志可以判斷是否需要加油或放油，運行中變壓器溫度的變化會使油體積變化，從而引起油位的上下位移。油位異常的原因如下：（1）假油位。（2）油面過低。

第二章 電力變壓器故障在線監(jiān)測技術(shù)

2.1電力變壓器在線監(jiān)測與故障診斷的實現(xiàn)

電力變壓器在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)其基本思想在于在線獲得與變壓器故障有關(guān)的特征信息，利用智能診斷方法，對變壓器的運行狀態(tài)進行監(jiān)測與評估，得出診斷結(jié)果與分析。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.1：

為了將系統(tǒng)做成一個真正的具有診斷功能的監(jiān)測系統(tǒng)，必須獲得變壓器故障特征氣體的分別含量，并且獲得其它輔助特征量的信息;同時，為了保證系統(tǒng)的可維護性，決定不采用傳統(tǒng)氣相色譜方法，不將氣體逐次分離，而是利用傳感器陣列結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行特征氣體的采集，結(jié)合其它輔助特征信息，利用集成診斷模型，對變壓器狀態(tài)進行診斷。

一般系統(tǒng)可分為信息采集模塊、診斷信息管理模塊、診斷推理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊，分別簡述如下：

1.信息采集模塊

負責(zé)對變壓器故障特征信息、變壓器運行狀況與條件信息進行數(shù)據(jù)采集工作。重點在于采集絕緣油中特征氣體的含量變化量。

對于特征氣體信息的采集，采用高分子膜法進行油氣分離，得到油中溶解氣體，再采用氣敏傳感器陣列對其進行檢測，從而得到油中溶解氣體的含量變化量，進而得到產(chǎn)氣趨勢。在該過程中，放棄使用色譜柱和FID檢測，這將大大降低設(shè)備的成本和復(fù)雜度，增加可維護性;當(dāng)然這將使系統(tǒng)難于得到各種烴類氣體的精確含量，只是從檢測數(shù)據(jù)中反映出特征氣體的變換趨勢和幅度，但這方面的不足可以通過在線監(jiān)測及診斷模型中的其它診斷子模塊彌補。其它特征量的測量都以在線方式實現(xiàn)，所獲數(shù)據(jù)與特征氣體檢測量一起輸入數(shù)據(jù)庫，為狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.診斷信息管理模塊

此模塊采用與其它設(shè)備信息管理數(shù)據(jù)庫相同的數(shù)據(jù)管理模式，主要功能在于對診斷信息的管理與維護。其功能模塊的組成主要包括變壓器故障專家系統(tǒng)的知識庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本集、診斷結(jié)果集等。

考慮到變壓器故障系統(tǒng)涉及的特征信息較多，特點不一，而且故障種類繁多，在獲得盡可能全面的變壓器故障特征信息的基礎(chǔ)上，運用與之相對應(yīng)的專業(yè)知識、操作經(jīng)驗和標準，對特征信息進行有效組合，用基于各種診斷理論和機理的子模塊，從不同的側(cè)面診斷故障，最大限度的提高正確率。系統(tǒng)通過集成診斷模型，綜合來自信息采集模塊的變壓器實測信息與來自數(shù)據(jù)庫的歷史信息進行推理判斷，做出故障診斷結(jié)論，指出故障的原因。

診斷模塊另一項重要功能是提供良好的人機交互平臺，一方面由機器向操作人員提出故障提示及其判據(jù)并提出解決方案，另一方面操作人員可以通過人機交互平臺對診斷的關(guān)鍵步驟進行干預(yù)。

3.診斷推理模塊

此模塊通過訪問與設(shè)備信息管理及診斷信息管理模塊的接口，獲取相關(guān)設(shè)備故障征兆信息與診斷知識通過專家系統(tǒng)的推理機制得到最終診斷結(jié)果并同時通過上述接口反饋并保存診斷信息以供用戶查詢與瀏覽。

4.數(shù)據(jù)管理模塊

建立信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三個部分：設(shè)備信息管理模塊、診斷信息管理模塊、用戶權(quán)限管理模塊。設(shè)備信息管理模塊實現(xiàn)變壓器參數(shù)以及狀態(tài)信息數(shù)據(jù)存儲、查詢、編輯、輸出、報表打印等功能，并為診斷模塊提供歷史數(shù)據(jù);診斷信息管理模塊實現(xiàn)對診斷知識和診斷模塊結(jié)構(gòu)的管理，它所管理的數(shù)據(jù)是整個診斷過程的基礎(chǔ);用戶權(quán)限管理模塊負責(zé)系統(tǒng)巍安全性的管理，能方便的實現(xiàn)用戶的創(chuàng)建與管理。

系統(tǒng)的構(gòu)成基于電力企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)。Web服務(wù)器有兩個主要的功能，其一負責(zé)企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括網(wǎng)頁的發(fā)布，新聞郵件等，同時將企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)與外界的Internet網(wǎng)隔離開來。其二負責(zé)利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，根據(jù)知識庫中的知識，對變壓器狀態(tài)監(jiān)測并進行評估。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負責(zé)存儲變壓器日常運行所需的數(shù)據(jù)并且進行備份，這些數(shù)據(jù)可以通過Web服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布。

數(shù)據(jù)采集器實際上包括兩個部分，一部分是己經(jīng)投運的變壓器在線測量，測量到的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)自動的存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器當(dāng)中;另一部分是試驗工作人員的試驗數(shù)據(jù)記錄工作臺，以供試驗人員將一些沒有實現(xiàn)在線自動測量的數(shù)據(jù)以手工輸入的方式存儲到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。

客戶機是用戶的工作平臺，用戶可以通過它來對變壓器的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等進行查詢，或是啟動服務(wù)器上的診斷程序，對設(shè)備的故障進行診斷并取得診斷結(jié)果。如果變壓器出現(xiàn)故障，專家和檢修人員也可以啟動診斷系統(tǒng)進行分析，以便確定最佳檢修方式和最佳檢修時間。

5.系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如所示。從系統(tǒng)的功能分析中可以看出監(jiān)控軟件系統(tǒng)的大部分功能都是圍繞著測量裝置上傳的數(shù)據(jù)信息，通過對數(shù)據(jù)信息的采集、解析、統(tǒng)計、檢索等操作來實現(xiàn)界面刷新、生成各種表格或各類報表等系統(tǒng)功能。在對數(shù)據(jù)信息的處理過程中需要對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行頻繁的讀或?qū)懙牟僮鳎虼嗽O(shè)計一個良好的數(shù)據(jù)庫模型是非常重要的。

2.2在線監(jiān)測目的

變壓器在線監(jiān)測的目的，就是通過對變壓特征信號的采集和分析，判別出變壓器的狀，以期檢測出變壓器的初期故障，并監(jiān)測故障態(tài)的發(fā)展趨勢。目前，電力變壓器的在線監(jiān)測國際上研究最多的對象之一，提出了很多不的方法。油中溶解性氣體分析技術(shù)。由于變壓內(nèi)部不同的故障會產(chǎn)生不同的氣體，因此通分析油中氣體的成分、含量、產(chǎn)氣率和相對百系統(tǒng)短路變壓器內(nèi)的變化分比，就可達到對變壓器絕緣診斷的目的。

2.3變壓器在線監(jiān)測的主要方式

目前對電力變壓器在線監(jiān)測的主要方法可以概括為：油性能指標在線監(jiān)測、主變局部放電在線監(jiān)測、主變繞組變形在線監(jiān)測、主變溫度控制器在線監(jiān)測、介質(zhì)損耗在線監(jiān)測等。這些在線數(shù)據(jù)可以及時反映變壓器絕緣的變化，有利于及早發(fā)現(xiàn)故障，防止故障進一步擴大。此外，將在線數(shù)據(jù)加入到變壓器的故障診斷中，可以極大地提高診斷的實時性和準確性。

2.3.1變壓器繞組變形在線監(jiān)測

變壓器繞組變形（如軸向、徑向尺寸變化、位移、扭曲、鼓包等）是由于繞組經(jīng)受了軸向、幅向力的作用以及強大的短路力作用。常規(guī)的吊罩檢查只能看到高壓繞組的狀況，而在高壓繞組內(nèi)部的中、低壓繞組所發(fā)生的形變根本無法看到。變壓器繞組的變形具有相當(dāng)大的隱蔽性，而且由變形帶來的后果也相當(dāng)嚴重，它會直接威脅變壓器的安全運行。

變壓器繞組變形故障，究其原因，主要是設(shè)計者在材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計中對電動力分析不夠確切，采取措施不夠有效而引起的。一旦變壓器繞組嚴重變形而未被診斷出來任其繼續(xù)運行，極有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，實時正確的對變壓器繞組變形檢測能及早地發(fā)現(xiàn)繞組變形故障隱患，以便及時采取技術(shù)措施，避免運行事故，延長變壓器的實際使用壽命。

過去的檢測繞組變形的方法有：在現(xiàn)場采取吊罩檢查的方法、通過施加低壓脈沖并比較響應(yīng)變化的低壓脈沖法、測量變壓器短路電抗并與歷史數(shù)據(jù)比較的短路電抗法、測量變壓器頻率響應(yīng)并比較其變化的頻響分析法。這些方法均需使變壓器退出運行，即均屬于離線檢測方法，不能隨時監(jiān)測變壓器繞組狀況以及時發(fā)現(xiàn)故障?；谧儔浩鞫搪纷杩辜白杩怪械碾姼蟹至颗c繞組幾何尺寸及相對位置有關(guān)，近年來，通過在線檢測變壓器短路電抗變化來分析繞組狀況的技術(shù)正逐漸得到重視。

變壓器繞組在線監(jiān)測的基本原理是根據(jù)變壓器繞組的短路電抗值的變化進行變形與否的監(jiān)測和判斷。因為繞組的短路電抗值與繞組的變形程度、幾何尺寸以及位置變化密切相關(guān)，即短路電抗直接取決于繞組的幾何結(jié)構(gòu)。

在工頻電壓不變的情況下，短路阻抗及阻抗中的電感分量與變壓器繞組的變化對在線監(jiān)測變壓器繞組變形具有很好的實效性。

2.3.2變壓器局部放電在線監(jiān)測

變壓器局部放電（（Partial Discharge，PD）是反映高壓電氣設(shè)備狀態(tài)的一個重要標志。因為很多故障均產(chǎn)生局部放電。一般情況下，如果變壓器油中發(fā)現(xiàn)了特征氣體則表明其內(nèi)部已經(jīng)存在比較嚴重的局部放電。局部放電能有效反映變壓器內(nèi)部的絕緣狀況，變壓器局部放電在線監(jiān)測技術(shù)借助先進的傳感技術(shù)和電子技術(shù)，根據(jù)超聲波原理將高頻聲學(xué)傳感器放在油箱外部以便測取局部放電或電弧放電所產(chǎn)生的暫態(tài)聲音信號。

局部放電在線測量方法主要有超聲監(jiān)測、化學(xué)監(jiān)測和電性能監(jiān)測。這三種方法中以電監(jiān)測法靈敏度最高。最近國內(nèi)外又出現(xiàn)了甚高頻（VHF）超高頻（UHF）等方法。

2.3.3變壓器油性能指標在線監(jiān)測

在變壓器運行過程中，如果變壓器的油質(zhì)發(fā)生變化且達到一定程度，會使絕緣性能下降危及變壓器安全運行。常規(guī)監(jiān)測變壓器油質(zhì)變化的方法也很多，主要是測量油的各項性能指標和油中溶解氣體的含量。

變壓器油性能的在線監(jiān)測專家系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、知識庫、推理機、知識獲取和人機接口等幾部分組成。數(shù)據(jù)庫的主要功能是存儲并及時提供變壓器油質(zhì)變化的各項指標和歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中的各種指標和信息中還包括對油質(zhì)的缺陷分析和處理結(jié)果，可以為監(jiān)測維護人員提供詳細的油性能數(shù)據(jù)。知識庫用來存儲與變壓器分析相關(guān)的經(jīng)驗和知識。推理機的作用是從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)后再以邏輯方式對油狀況進行推理分析。

對油性能指標的在線監(jiān)測來說，重要的分析程序是狀態(tài)分析。狀態(tài)分析依靠特征氣體分析子模塊、三比值子模塊、外部檢查結(jié)果子模塊、油推理分析指標子模塊、絕緣預(yù)防性檢查子模塊、綜合分析子模塊實施并行具體的分析步驟。

2.3.4鐵芯多點接地監(jiān)測

監(jiān)測鐵芯多點接地故障是利用鐵芯引出線的接地電流，經(jīng)取樣后進行測量的。大型變壓器鐵芯通過外殼小套管引出變壓器箱體接地。對于變壓器鐵芯，為消除鐵芯產(chǎn)生懸浮電位造成對地放電，變壓器鐵芯要保持一點接地。為防止鐵芯硅鋼片間的短路形成環(huán)流造成故障，不允許多點接地。正常情況下鐵芯接地電流只有毫安級，單當(dāng)鐵芯發(fā)生兩點以上姐弟故障時，障時，該接地點的電流可增大為數(shù)安到數(shù)十安以上，嚴重時總烴成分明顯增大，油中產(chǎn)生氣體量的增加甚至造成氣體繼電器的動作。為了能及時發(fā)現(xiàn)鐵芯多點接地故障，以便采取相應(yīng)的措施，應(yīng)對變壓器鐵芯接地電流進行監(jiān)測。

2.3.5冷卻器運行監(jiān)測

冷卻系統(tǒng)最頻繁的故障模式就是泵和風(fēng)扇的故障。連續(xù)在線分析泵和風(fēng)扇的狀況，以決定它們是否在設(shè)定的狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。這可以通過測量流過泵和風(fēng)扇的電流及測量與其相關(guān)的控制冷卻系統(tǒng)的溫度來實現(xiàn);也可以通過測量泵和風(fēng)扇的電流和上層油溫來實現(xiàn)。運行方式依據(jù)電流水平來調(diào)整。正常運行方式可以指示風(fēng)扇葉和泵葉輪的旋轉(zhuǎn)正確性，非正常運行方式通常是這些設(shè)備的控制線圈異常的結(jié)果。

導(dǎo)致泵軸承故障的可能是金屬粒子。金屬粒子可能是潛在的介質(zhì)殺手。安裝監(jiān)測軸承磨損的傳感器是切實可行的，這種超聲傳感器被嵌入泵軸承中，測量軸承長度可以確定是否出現(xiàn)了金屬磨損。目前，只能采取離線測量。另外，諸如變壓器油中微水、繞組溫度分布（以決定繞組最熱點溫度）及其紙絕緣的老化參量等的在線監(jiān)測，目前尚無好的方法，正在積極探索中。

第三章 在線監(jiān)測技術(shù)在我廠的應(yīng)用前景

3.1目前我廠變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介

目前，我廠變壓器在線監(jiān)測采用加拿大GE公司生產(chǎn)的HYDRAN 201i變壓器早期故障監(jiān)測系統(tǒng)。HYDRAN 201i系統(tǒng)是一種連續(xù)在線監(jiān)測油中溶解氣體的智能型系統(tǒng)。它可以完全與Syprotrc公司生產(chǎn)的HYDRAN 201R變壓器早期故障監(jiān)測儀兼容。我廠采用的HYDRAN 201i監(jiān)測系統(tǒng)，具有準確性和可靠性高，對電壓沖擊、射頻干擾和靜電釋放較高的耐受能力等特點。

3.1.1設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)

HYDRAN 201i系統(tǒng)是通過其傳感器中具有選擇性的高分子薄膜，將變壓器油中分解的H2 （氫氣），CO（一氧化碳），C2H4 （乙烯），C2H2 （乙炔）四種氣體，通過滲透膜進入電化學(xué)氣體監(jiān)測器內(nèi)，在該處與空氣中的氧進行電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一個與反映量成比例的電信號，并以數(shù)字形式顯示，反映到H201i的顯示屏上以供工作人員讀取油中混合氣體濃度值。儀器讀數(shù)與色譜分析數(shù)值對應(yīng)關(guān)系如下：

儀器讀數(shù)= H2*100% + CO*18% + C2H2*8% + C2H4*1.5%

H20li 系統(tǒng)構(gòu)成：

智能傳送器H20li（含傳感器和CPU）和控制器，控制器又分為單通道控制器H20lCi-1、通訊控制器H20lCi-C、四通道控制器H20lCi-4、H20lCi-1的標準配置。模擬量輸出為非隔離0-1mA輸出，可特別選擇隔離4-20mA輸出。

HYDRAN 201i 氣體監(jiān)測系統(tǒng)包括一個H201Ti的智能傳送器和H201Ci 系列的通訊控制器。當(dāng) HYDRAN 201Ti 智能傳送器與 H201Ci-1 單通道控制器結(jié)合使用時，構(gòu)成一個可以直接代替或補充現(xiàn)有的HYDRAN 201R裝置的HYDRAN 201R model I型故障監(jiān)測系統(tǒng)。如果獨立使用HYDRAN 201Ti 智能傳送器或?qū)⑵渑c其它型號的H201Ci 控制器結(jié)合使用則其名稱改為HYDRAN 201i故障監(jiān)測系統(tǒng)。不論 HYDRAN 201R model I型或HYDRAN 201i 系統(tǒng)都可以聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可以與一個裝在當(dāng)?shù)氐淖冸娬緝?nèi)的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）通過一根單一的RS-232 線路聯(lián)結(jié)，或通過電話線和調(diào)制解調(diào)器聯(lián)結(jié)。

HYDRAN 201Ti在線式智能型傳送器是一個溫度可控得小型圓柱形外殼，可與變壓器用于檢測得閥門相連接。它包括HYDRAN傳感器和電子微處理器。它是由裝在同一個圓柱形外殼內(nèi)的傳感器和微電子傳送器，監(jiān)測氣體氫氣，一氧化碳，乙炔，乙烯氣體，進行變壓器油樣在線監(jiān)測;尤其是充油電氣設(shè)備早期故障監(jiān)測。

HYDRAN 201i故障監(jiān)測系統(tǒng)安裝位置示意圖如圖3.1所示：

3.1.2設(shè)備主要特點

我廠HYDRAN 201i系統(tǒng)裝置系統(tǒng)在預(yù)防變壓器故障的主要特點如下：

（1）直接和連續(xù)以數(shù)字顯示的油中氣體含量;（2）非隔離的0～1mA模擬量輸出;（3）可供選購的隔離的4～20 mA模擬量輸出;（4）兩個可以調(diào)整的報警點;

（5）系統(tǒng)故障報警;（6）傳感器性能測試特點;（7）供用戶使用的寬廣的溫度適應(yīng)范圍;

HYDRAN 201i智能型油中溶解氣體監(jiān)測儀繼承了HYDRAN 201R系統(tǒng)的主要特征，HYDRAN 201i智能型油中溶解氣體監(jiān)測儀還具有全面數(shù)字處理的優(yōu)點，并具有下列特點：

（1）可調(diào)整的按小時或按日的氣體濃度變化趨勢（規(guī)定時間段內(nèi)的PPM值變化）計算及報警;（2）數(shù)據(jù)的演變過程記錄以及附有日期和時間的事件記錄;（3）與主計算機進行串行通訊（RS-232或RS-485）;（4）網(wǎng)絡(luò)化能力（最多可達128臺）和調(diào)制解調(diào)器控制;（5）通電后進行自檢和全部軟件校正;（6）遠方或當(dāng)?shù)卦O(shè)置及軟件升級;（7）可從Syprotec得到HYDRAN HOST 計算機軟件;（8）當(dāng)主計算機不需運行時具有全面的獨立工作能力;（9）傳感器自檢和傳感器狀態(tài)確定。

3.1.2主要功能

（1）操作界面

H201Ti主要實現(xiàn)高級、中級、低級功能，分別為：

高級功能：顯示未曾被使用者確認的報警，需要引起操作人員注意和作出相應(yīng)的處理。中級功能：執(zhí)行用戶通過鍵盤輸入的命令，顯示相應(yīng)的“系統(tǒng)菜單”。低級功能：每5秒巡回顯示一組信息，稱為巡檢信息。

正常運行模式的主要功能包括：顯示全部未曾被使用者確認的報警信息、基本、非操作的巡回顯示模式、停機超過5分鐘后的正常加電起動、在停機5分鐘內(nèi)的快速加電起動、在備用電池重新聯(lián)接后的首次加電起動、參數(shù)設(shè)置等。

（2）報警狀態(tài)

裝置具有氣體濃度（Gas Level）氣體濃度小時變化率（Hourly Trend）、日變化率（Daily Trend）、傳感器溫度（Sensor Temperature）的報警、備用電池（Backup Battery）的報警功能。當(dāng)氣體濃度，氣體濃度變化趨勢或傳感器溫度等達到報警條件時，H201Ti將由巡回顯示立即變?yōu)殚W爍顯示報警信息（確認報警模式擁有最高優(yōu)先權(quán)）。當(dāng)發(fā)生兩個以上報警時，每5秒鐘交替閃爍顯示每種報警信息。

報警發(fā)生時，裝置除了報警信息顯示外，H201Ti還將有三種其他反應(yīng)：

（a）氣體濃度高（Gas H），氣體濃度過高（Gas HH）和儀器自身故障（System Fail）報警時，將分別有繼電器動作。（b）當(dāng)報警被用戶確認，報警被關(guān)閉或打開，這些信息將存貯在歷史（Events History）存貯器中。（c）當(dāng)發(fā)生報警時，將激活MODEM，給遠程計算機發(fā)布報警信息。以便用戶能夠迅速掌握目前主變的運行狀態(tài)。

3.2我廠主變在線監(jiān)測系統(tǒng)改進建議

目前，我廠在應(yīng)用HYDRAN 201i系統(tǒng)裝置時，裝置的報警功能未通過網(wǎng)絡(luò)接入監(jiān)控系統(tǒng)。因此，需要在運行人員巡回時到現(xiàn)場檢查報警信息，增加了運行人員工作量，并且不利于分析監(jiān)測參數(shù)的變化、發(fā)展趨勢。

數(shù)字型HYDRAN產(chǎn)品具有聯(lián)網(wǎng)功能。網(wǎng)絡(luò)能力為一個網(wǎng)絡(luò)最多可以聯(lián)接32臺控制器和128臺智能傳送器（即H201Ti）。并且可以通過電話線方式或局域網(wǎng)方式，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。

對于我廠目前使用的HYDRAN 201i系統(tǒng)，通過簡單的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)模塊、使用信號電纜接入主控室，成本小，實現(xiàn)簡單。對于集控中心，可通過監(jiān)控系統(tǒng)，加入傳輸信號實現(xiàn)。

經(jīng)測算，實現(xiàn)該功能改造成本小，減輕運行人員巡回時間，提高工作效率。

第四章 結(jié)論

電力變壓器故障診斷是個復(fù)雜的問題，需要綜合在線及離線等多種檢測手段判別。而變壓器故障發(fā)生與故障前兆之間的聯(lián)系通常是復(fù)雜模糊的、不宜界定的。通過直接測量值很難準確判斷出變壓器的當(dāng)前狀態(tài)及故障源發(fā)展趨勢，而通過變壓器的實時在線監(jiān)測統(tǒng)計，分析比較變壓器運行重要參數(shù)變化，通過引用模糊邏輯和多參數(shù)、多層逐步推理方法評估，能夠得到主變運行參數(shù)的發(fā)展趨勢，有利于及早發(fā)現(xiàn)故障，并減少定期檢修，并向運行人員提出合理的建議。

1）采用變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置可以對變壓器起到“哨兵”的作用，能及時發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，為保證主變安全經(jīng)濟運行發(fā)揮積極作用。2）設(shè)定合適的報警值，啟用手機短信報警等功能對在線監(jiān)測裝置的有效應(yīng)用非常重要。3）采用色譜技術(shù)的油中氣體在線監(jiān)測裝置檢測周期最快需4 h左右，但能很直觀地監(jiān)測到各氣體組分的變化情況。采用燃料電池技術(shù)的油中氣體在線監(jiān)測裝置具有“準”、“快”、“簡”的特點。4）放電性故障發(fā)展速度很快，具有突發(fā)性。選用對故障氣體響應(yīng)快的監(jiān)測裝置，若能在火花放電階段被檢出，則有可能防止惡性事故的發(fā)生。過熱性故障發(fā)展較緩慢，在短時間內(nèi)不會釀成事故。當(dāng)采用常規(guī)的油中氣體色譜分析，懷疑變壓器內(nèi)部存在過熱性故障時，采用在線監(jiān)測裝置彌補了實驗室色譜分析的不足，大大減少取樣追蹤次數(shù)，而且能很直觀地監(jiān)測到各氣體組分的變化情況，及時發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障的類型和發(fā)展程度，隨時掌握設(shè)備的運行狀況。5）在選擇油中氣體在線監(jiān)測裝置時，需對監(jiān)測裝置的特點及變壓器狀況作綜合評價。在線監(jiān)測裝置的選擇應(yīng)以具有“準”、“快”、“簡”特點的在線監(jiān)測裝置為主比較合理，從而使短期內(nèi)可能釀成事故的放電性故障得到有效監(jiān)測和處理。同時，考慮到此類在線監(jiān)測裝置不能監(jiān)測到各故障氣體的組分含量，對故障性質(zhì)不易作出有效判斷，采購一些便于移動的在線色譜技術(shù)的油中氣體在線監(jiān)測裝置，根據(jù)常規(guī)色譜分析結(jié)果，對疑似故障及異常主變進行有針對性的“在線”監(jiān)測，是符合我國國情的安全經(jīng)濟有實教的方法。

本文通過分析比較主變在線監(jiān)測和傳統(tǒng)定期檢修得出主變在線監(jiān)測系統(tǒng)在對保證電力系統(tǒng)可靠供電，減低運行成本上具有的優(yōu)勢。對我廠主變在線監(jiān)測系統(tǒng)提出的改進建議更有利于降低運行人員巡視檢查工作量，提高工作效率，并有利于充分發(fā)揮在線監(jiān)測裝置的作用。

參考文獻

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作者簡介：崔焱鑫，長期從事機電設(shè)備運行及技術(shù)管理工作，現(xiàn)在崗位是：龔嘴水力發(fā)電總廠銅站運維處副值長。

四川省樂山市沙灣區(qū)龔嘴水力發(fā)電總廠銅站運維處，四川樂山?614900