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摘要：基于变压器油在线监测技术的应用，主要是基于智能电网的快速发展，能够更好地对变压器存在的故障进行检测，从而保证智能电网运行具有较高的安全性和可靠性。变压器油在线监测技术注重对特征气体进行分析，从而对变压器产生的故障进行检测。本文分析了变压器油在线监测技术的发展现状，并就变压器常见故障进行了分析和探究。
关键词：变压器油；在线监测技术；常见故障分析
前言：从变压器在智能电网发展中的功能和作用来看，其运行的稳定性，直接关系到了电网运行的安全性和可靠性，加强变压器故障检测，在当下供电行业快速发展的背景环境下，显得十分重要。变压器油在线监测技术的应用，通过对其在溶解的气体色相色谱进行分析，能够对变压器运行状况进行把握，对存在的故障问题进行有效解决。但是原有的变压器油监测技术应用过程中，由于操作环节较为复杂，并且周期相对较长，导致故障检测缺乏实时性，对变压器运行情况的监测也存在滞后性的问题，不利于变压器故障的及时解决。因此，变压器油在线监测技术的变压器故障检测，在新形势下，要对新技术手段进行把握，切实提升变压器故障检测效率和效果。
一、变压器油在线监测技术发展现状
智能电网的快速发展，使人们意识到变压器故障监测和维修的重要性，这一过程中，使变压器油在线监测技术获得了更好地发展。变压器油在线监测技术的应用，注重对色谱监测仪进行利用，对气体情况进行分析，从而对变压器运行状态进行判断[1]。目前来看，变压器油在线监测技术发展朝着实验室气体色谱逼近，但是由于检测环境要求较高，导致相关实验存在诸多缺陷和问题。从变压器油监测的气体情况来看，主要包括了单组分气体、多组分气体、全组分气体等。采用的相关技术手段主要为在线色谱技术以及傅里叶红外光谱技术。就监测技术手段来看，在线色谱技术起步较早，相对成熟，实用化程度要远远高于傅里叶红外光谱技术。
结合变压器油在线监测情况来看，色谱监测法只能在变压器停止运行的状态下进行检测，这一过程中，缺乏现场监测应用，从而给变压器油在线监测技术带来了较大的局限性。同时，色谱监测技术应用时，由于检验过程较长，加上操作较为繁琐以及误差较大等问题，如何对这一技术手段进行改进，成为人们关注的一个重要议题[2]。对此，变压器油在线监测技术的发展，要注重对原有的在线色谱监测系统进行改进，改变原有的方法或是模式，提升测量精度，以满足实际监测需要。
二、变压器常见故障分析
变压器油在线监测技术在变压器故障检测中的应用，需要对变压器的常见故障进行把握，以此作为在线监测技术设计的出发点，对这些常见故障的有效监测，能够有效提升变压器运行的安全性和可靠性。
（一）出口短路
（二）变压器的出口短路故障是其常见的故障，这一故障可能导致变压器严重发热，对绝缘装置进行损坏，从而给供电安全性带来较大的威胁。出口短路现象出现，会导致高、低压绕组的电流急剧升高，从而破坏供电的平衡性和稳定性。
（三）绕组故障
变压器的绕组故障主要是由于绕组通过的电流或是电压较大，导致外部绝缘皮受损，发生短路、断路、变形等故障。绕组故障的产生，主要是来自于线路外部包裹的绝缘皮造成的，绝缘皮随着时间的老化以及天气气候等相关因素的影响，会导致变压器内部出现放电、火花等现象[3]。
（四）铁心故障
从变压器结构来看，其主要是由“铁芯”和“绕组”构成的，铁芯和绕组是变压器功能发挥的关键组成部分。变压器在应用过程中，需要铁芯具有较高的质量，并且相关性能水平能够满足变压器平稳运行需要。铁芯故障的产生，主要是由于变压器内部出现两点或是两点以上的铁芯接地，使铁芯产生涡流，造成铁芯局部过热，从而引起烧毁现象。
三、基于变压器油在线监测技术的变压器故障检测
根据国家电网颁布的《变电设备在线监测装置检验规范》文件中相关内容，在进行变压器油在线监测过程中，需要对相关装置进行有效设计，保证其能够起到较好的监测效果。这一过程中，需要构建完整的监测流程，保证变压器故障检测目标得以实现。
（一）特征气体法
变压器油在线监测技术的特征气体法应用，注重对故障点周围的油、纸绝缘的热分解本质进行反应，从而对变压器是否出现故障问题进行判断。这一过程中，气体反映出的特征与故障类型有着密切的关联性，主要从烃类气体的饱和度角度出发，从而反映出能量源密度关系。特征气体法在进行故障判断过程中，需要把握以下几点：第一，当变压器出现一般性故障时，总烃的质量分数较高，并且氢化碳的质量分数会相对较小；第二，当变压器出现严重过热性故障时，总烃的质量分数会较高，氢化碳的质量分数会超过5×10-6，但总烃质量分数当中，氢化碳所占的比重并非是主要成分，氢的质量分数为主要成分；第三，变压器出现局部放电故障后，H2的质量分数会超过100×10-6，CH4成为总烃的主要成分；第四，当变压器出现火花放电现象时，总烃的质量分数会呈现出较低的特点，并且氢化碳的质量分数会超过10-5，H2的质量分数呈现出较高的特点；第五，当出现电弧放电现象时，总烃的质量分数较高，并且氢化碳成为总烃的主要成分[4]。
利用特征气体法对变压器故障进行检测过程中，每种故障都会涉及到C2H2，但是由于C2H2的质量分数存在一定的差异性，可以对不同的变压器故障类型进行分析和判断。特征气体应用于变压器故障判断当中，具有较强的针对性，能够对故障现象进行较好的反映，但是这一方法应用时，由于对量的区分存在一定的模糊性，可能导致故障判断存在一定的误差，影响到故障问题的有效解决。在对特征气体法应用时，还需要对特征气体与变压器故障的关系进行把握，具体内容我们可以从表1中看出：
（一）三比值法
基于变压器油在线监测技术的变压器故障检测在对三比值法应用过程中，注重对CH4、H2、C2H2之间的比值关系进行判断，从而对变压器故障进行分析。具体涉及到了CH4与H2的质量分数之比、C2H2与CH4的质量分数之比和H2与C2H2的质量分数之比。通过对比值的分析，能够对热分解的温度进行把握，以此对变压器是否出现故障进行判断。三比值法的应用，注重利用IEC编码对比值范围进行确定，通过对比值范围对应的故障信息进行结合，实现对变压器故障的判别。
结论：变压器油在线监测技术在变压器故障检测中的应用，注重从多气体监测角度出发，对变压器油中融入的多气体情况进行把握，能够很好地反映出变压器故障特征，从而在对变压器故障解决过程中，具有较高的效率性和可靠性。在故障诊断时，对三比值法和特征气体法的有效利用，能够提升变压器故障检测效率和水平，更好地满足智能电网建设需要。因此，变压器油在线监测技术在变压器故障检测中应用时，要注重对监测技术进行改进，使其更好地满足变压器故障检测需要，从而提升故障诊断效率和维修效率，以保证智能电网运行的稳定性和可靠性。
参考文献：
[1]左新宇，付强.变压器油中溶解气体在线监测方法及故障判断综述[J].广东电力，2011，02：10-14.
[2]梁文焰，黄蔚.主变压器油色谱在线监测技术应用研究[J].广西电力，2010，01：9-13.
[3]刘波，姜丰.基于光声光谱技术的变压器油中溶解气体在线监测[J].华东电力，2010，02：250-253.
[4]刘波，姜丰.基于光声光谱技术的变压器故障在线监测系统设计[J].计算机测量与控制，2010，04：759-762.
论文作者:贺泽飞, 尹定华
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/9
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