關(guān)于變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的論文

　　變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

　　【摘 要】為保證電力系統(tǒng)能夠?yàn)橛秒娍蛻?hù)穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的提供電能，變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用十分重要。本文通過(guò)分析變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理，并針對(duì)這些原理對(duì)變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了總結(jié)和分析。

　　【關(guān)鍵詞】變壓器；電力系統(tǒng)；在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

　　變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變電力電壓的裝置，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)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(shè)備，保證其平穩(wěn)運(yùn)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(jiān)測(cè)帶來(lái)了很多新技術(shù)，這些技術(shù)在變壓器監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的運(yùn)用有效的保證了用電客戶(hù)的用電安全，滿(mǎn)足了我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)能源的需求。

　　一、變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)原理

　　1、局部放電監(jiān)測(cè)

　　由于變壓器的使用環(huán)境和設(shè)備原因，局部放電現(xiàn)象會(huì)給變壓器的絕緣帶來(lái)不同程度的影響，甚至?xí)�擊穿絕緣介質(zhì)從而導(dǎo)致設(shè)備故障甚至威脅人員安全。變壓器在運(yùn)行中長(zhǎng)期處于工作電壓的作用下，隨著電壓等級(jí)的提高，其絕緣體受到的電場(chǎng)強(qiáng)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(xiàn)象。由于變壓器是電磁感應(yīng)設(shè)備，因此在變壓器放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的機(jī)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(xiàn)的，但通過(guò)壓電轉(zhuǎn)換器我們能將脈沖波轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的局部放電監(jiān)測(cè)。

　　2、油中溶解氣體監(jiān)測(cè)

　　由于變壓器在電磁感應(yīng)變壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行我們就必須對(duì)運(yùn)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(xiàn)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(dāng)變壓器出現(xiàn)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(xiàn)變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和故障分析的目的。

　　3、介質(zhì)損耗及泄露電流監(jiān)測(cè)

　　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(dāng)磁滯損耗現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于鐵芯內(nèi)存在“磁滯回線(xiàn)”因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(xiàn)階段的介質(zhì)損耗檢測(cè)主要有直接測(cè)量相位角、諧波分析和相對(duì)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(xiàn)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(dǎo)致繞組燒毀。當(dāng)前普遍運(yùn)用的變壓器電流監(jiān)測(cè)法有全電流和阻性電流兩種方法。

　　4、SF6氣體監(jiān)測(cè)

　　SF6是法國(guó)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(yīng)用于變壓器的絕緣中。一旦變壓器發(fā)生內(nèi)部故障會(huì)導(dǎo)致SF6氣體泄漏，我們通過(guò)對(duì)變壓器的SF6氣體監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器是否發(fā)生故障，并及時(shí)對(duì)故障變壓器進(jìn)行檢修和維護(hù)。

　　5、紅外線(xiàn)測(cè)溫監(jiān)測(cè)

　　無(wú)故障的變壓器在正常運(yùn)行時(shí)其向外界散發(fā)的熱量是規(guī)律的，一旦變壓器出現(xiàn)了故障，會(huì)導(dǎo)致變壓器向外部散發(fā)熱量出現(xiàn)變化，我們通過(guò)利用紅外線(xiàn)技術(shù)監(jiān)測(cè)變壓器的溫度變化，就能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的監(jiān)測(cè)。利用紅外線(xiàn)變壓器監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)變壓器的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

　　二、變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

　　1、氣象色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

　　由于變壓器中氣體是以多種氣體混合存在的，因此我們?cè)谶M(jìn)行氣體監(jiān)測(cè)時(shí)會(huì)根據(jù)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(jiān)測(cè)方法。氫氣是變壓器出現(xiàn)故障時(shí)最容易產(chǎn)生的氣體，對(duì)單組份氣體監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)混合氣體中的氫氣，我們可以利用把柵極場(chǎng)效應(yīng)管、催化燃燒型傳感器以及電化學(xué)氫氣傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。而多組分氣體的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)則經(jīng)常使用熱導(dǎo)式傳感器、氫焰離子化傳感器以及半導(dǎo)傳感器等。

　　2、紅外在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)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(zhǎng)范圍在0.76～100μm。紅外在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)利用紅外探測(cè)器將物體輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而根據(jù)紅外線(xiàn)的功率強(qiáng)度判斷變壓器內(nèi)部的熱量分布情況。紅外線(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更可以將紅外信號(hào)還原成熱像圖來(lái)模擬反映變壓器內(nèi)外結(jié)構(gòu)中各部分的熱量特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器工作溫度的在線(xiàn)監(jiān)控。

　　通過(guò)紅外技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合運(yùn)用，變壓器紅外線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器工作的24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。有著響應(yīng)速度快、測(cè)量范圍寬和測(cè)量結(jié)果直觀形象的特點(diǎn)。作為可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程變壓器監(jiān)測(cè)的先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，紅外線(xiàn)監(jiān)測(cè)法被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)工作中，并保障了電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運(yùn)營(yíng)。

　　3、變壓器微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

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

　　目前，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)正成為變壓器油中微水測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。變壓器微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，利用電磁諧振技術(shù)實(shí)現(xiàn)微水量的測(cè)量，最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。目前我國(guó)變壓器微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還會(huì)運(yùn)用到溫度傳感器，以測(cè)量干燥環(huán)境溫度補(bǔ)充溫度對(duì)紙板介電特性和物力特性的影響，從而消除在檢測(cè)時(shí)測(cè)量環(huán)境對(duì)為水量測(cè)量結(jié)果的誤差，更好的反映出絕緣紙板中的水分含量，以實(shí)現(xiàn)變壓器監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

　　4、變壓器油溫在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　變壓器油溫過(guò)熱是影響變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素，因此對(duì)變壓器進(jìn)行運(yùn)行中的油溫監(jiān)測(cè)對(duì)變壓器的故障檢測(cè)和排除十分有效。但由于變壓器內(nèi)部零件復(fù)雜，油溫測(cè)量麻煩，油溫監(jiān)測(cè)方法一直處于被忽視的位置。隨著科技的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，變壓器的油溫監(jiān)測(cè)再一次被國(guó)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(jiān)測(cè)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行推廣和研究。

　　在傳統(tǒng)的變壓器油溫檢測(cè)中，通常使用的是間接模擬測(cè)量的方法，隨著科技和計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)如今的變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接器部分、控制電力部分等硬件結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬分析軟件實(shí)現(xiàn)的。雖然現(xiàn)行的變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能為變壓器能否安全運(yùn)營(yíng)提供有效數(shù)據(jù)，但用戶(hù)卻可以通過(guò)變壓器油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)運(yùn)行中的變壓器運(yùn)行情況做到心中有數(shù)，從而保證變壓器運(yùn)營(yíng)的效率和穩(wěn)定性。

　　參考文獻(xiàn)：

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