摘要：本文首先对变压器运行中的故障类型进行了分析，然后从无线网络、振动分析和红外图像技术三个方面对变压器监测系统的新技术进行了整理和研究。
关键词：变压器监测系统；故障原因；新技术
一、序言
在变压器系统的日常维护中，及时发现和解决系统的内部故障，对于提高电网可靠性和运行效率有着重要的意义。如果变压器因故障停止工作，那么轻则为电网带来负荷损失，重则破坏局部电网，造成巨额的经济损失。针对变压器的运行特性，对变压器加装监测系统就显得至关重要。不同故障会让变压器内部产生不同的气体，传统的监测系统主要是对变压器内部的运行情况通过绝缘油气体含量分析的方式进行监测，在发现缺陷后通过警报的方式进行告警。随着科技发展的日新月异，变压器的监测手段和检测技术也在不断地进步，传统的检测手段已经越来越不适应高度自动化和信息化的电网系统，所以本文主要从技术方面对变压器监测系统进行优化和改进。
二、变压器运行影响因素
（1）电故障
电故障是变压器内部高压电场对仪器进行绝缘劣化的统称，电故障大致可以分为局部放电、电弧放电和火花放电三种。首先是局部放电，局部放电是变压器的主要故障类型，其放电能量相较另外两种较低，但故障情况十分普遍，能够在变压器内部的任何区域内产生放电现象，同时会引发电弧放电和火花放电；其次是电弧放电，电弧放电能够直接将变压器内部设备击穿，同时电弧放电产生的气体量大，能够在非常短的时间内进行高能量放电；最后是火花放电，火花放电表现为局部接触不良、操作失误或者短路所引起的放电现象，其故障能量相较电弧放电偏低。
（2）热故障
热故障是变压器内部局部高温所引起的故障现象统称。通常情况下，超过系统运行正常温度值105℃以上就能够被称为局部高温，热故障大致可分为四种类型，分别是105~150℃的轻微过热故障、150~300℃的低温过热故障、300~700℃的中温过热故障和700℃以上的高温过热现象。变压器热故障因为导体故障、接触不良和磁路故障等原因而产生，热故障通常出现在那种容易出现接触不良的部位上，比如分接开关接触不良能占到热故障总数的一般以上，而漏磁环流和铁芯多点接地、接头质量不良、导线过热也占到热故障的不小比例。另外热故障也是大规模故障的初步表现，与电故障有着密切的关联性。
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（3）进水受潮
变压器因为体积等原因都被放置到室外，通常情况下室外的雨水天气对变压器的影响很小，但一旦潮气和水汽进入变压器内部，就很容易引起电解反应，从而产生与局部放电的故障现象，可以说受潮情况和局部放电现象基本上同时存在。
三、变压器监测系统优化
1.基于无线网络的变压器监测优化
无线技术主要是依托于GPRS技术和Internet为通信通道，建立变压器监测通信系统的系统模型，使得变压器的监测数据能够通过GPRS网络实时上传到客户端。基于无线网络的变压器监测系统分为GPRS通信中心服务器、客户端前置机和配电变压器监测终端（TTU）三个部分所组成，其中TTU负责对变压器内部环境数据进行采集、整理，GPRS模块负责实现数据的传输，客户端前置机与TTU实时通信，对终端的数据进行分析并对终端设备发布相应命令。该监测系统能够在稳定可靠的条件下完成实时数据传输和高速传输，并且能够自行进行数据分析和计算，应用前景非常广阔。
2.基于振动的变压器监测优化
振动信息是反应变压器运行情况的另一种重要信息，变压器的振动分析法是将振动加速度传感器固定于变压器箱壁，对变压器内部运行产生的振动信号进行采集，通过对这类信号进行处理和分析后就能够检测出绕组和铁芯的机械动力学变化，判断变压器工作状况，从而实现安全、有效的在线监测。对基于振动的变压器监测系统的设计需要基于在线监测智能电子设备，分为数据采集单元、分析处理单元和状态评估中心三个部分，基于通信协议构建实时的通信机制。
3.基于红外图像技术的变压器监测优化
红外诊断技术作为一种有效的故障检测手段被广泛采用。它可以检测和诊断电力变压器大量的内部、外部缺陷，快速对设备热状态进行红外成像，通过对电力变压器故障的红外图像的分析，从而对运行的变压器存在的事故隐患和缺陷进行定位、定性的故障诊断。对基于红外图像技术的变压器监测系统进行设计时，首先需要对采集的变压器红外图像进行预处理，从而实现红外图像的增强，根据红外图像噪声的特点进行消噪处理；其次在对比实验结果图像之后可以根据某部位图像的特征进行重点监测，并通过温度变化率和温度阈值来判断变压器内部的运行情况。
四、总结
总而言之，我国变压器监测系统的大规模应用还处在兴起阶段，其应用的具体过程并不能够直接照搬国外的经验，需要结合我国国情进行自主的探究。同样相关的技术和设备也不能完全从国外进行引进，本文以变压器监测系统的优化为例，主要是希望研究人员基于国内外的先进技术和设备发展处我国特色的电网设备，从而推动我国电力行业的发展和进步。
参考文献：
[1]张霄.基于无线传感技术的配电变压器监测研究[D].华北电力大学，2012.
[2]陈国平.电力变压器智能化配置和故障预测研究[D].兰州理工大学，2012.
论文作者:高峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/31
标签：变压器论文; 故障论文; 监测系统论文; 电弧论文; 局部论文; 图像论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第1期论文;