220kV變電站變壓器在線監測系統分析

摘 要：在變電站變壓器運行中采用在線監測系統，能夠快速準確的進行故障定位、診斷和分析，為變壓器的穩定運行奠定基礎。對此，本文首先對在線監測技術的應用現狀進行介紹，然后結合實例，對220kV變電站變壓器在線監測系統的設計要點以及運行效果進行詳細探究。

關鍵詞：變電站變壓器；油色譜檢測；鐵心接地電流監測；振動監測

中圖分類號：TM406 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0143-01

1 引 言

隨著電網建設技術的快速發展，在線監測系統技術水平也逐漸提升，在促進電網發展，保障電網運行質量方面發揮著十分重要的作用。對變壓器采用在線監測技術，可最大程度減小故障對變壓器的不良影響，對此進行詳細探究迫在眉睫。

2 在線監測技術應用現狀

在線監測系統指的是通過應用定位技術、傳感技術、計算機技術、網絡技術等，構建完善的輔助運行系統。在線監測系統運行中，能夠快速的我完成故障識別、診斷、報警和追蹤定位等等，進而保障變電站電氣設備的穩定運行?，F如今，在線監測系統已經被廣泛應用于變電站建設中，但是，同時也暴露出很多不足，比如抗電磁干擾能力差、穩定性較差等等，因此，還需對變電站在線監測系統進行優化改進。

3 220kV變電站變壓器在線監測系統設計實例

變壓器在線監測與分析系統以變壓器電氣參數、機械振動和變壓器油中氣體成分分析為前提，利用虛擬儀器和高速數據采集卡等技術，將采集到的信號再通過放大、濾波等技術抑制干擾信號，采用虛擬儀器的數字濾波、干擾自適應抑制法、小波分析等分析方法分析電氣參數，運用氣相色譜法和三比值法兩種診斷方法分析診斷油色譜氣體，運用BNs診斷變壓器運行狀態。系統的數據采集卡完成數據采集和數據存儲；工控機對采樣進行處理、分析、診斷以及顯示。系統組成如圖1所示。

4 220kV變電站變壓器在線監測系統數據的采集與處理

4.1 油色譜檢測

變壓器發生故障時，故障類型不同，油中會產生不同比例的氣體，故可采用油色譜檢測技術對氣體來進行檢測，并對故障進行分類分析，常用的特征氣體有6種：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2。油色譜分析系統把采集到的氣體成分通過傳感器采集后傳給上位機，以分析變壓器的運行狀態。油色譜數據分析常用的分析方法有三比值法、大衛三角法、氣相色譜法等，系統采用改良三比值法和羅杰斯四比率法相結合的方法分析處理氣體數據，處理結果更精確可靠。

4.2 鐵心接地電流監測

變壓器鐵心多點接地形成的閉合環電流一般由50Hz的工頻分量和高頻脈沖分量構成。鐵心接地電流監測，通過高精度接地泄漏電流傳感器采集變壓器鐵心及固定件的泄漏電流，運用“四比值”法處理采集到的信號，根據電流頻譜分布情況來判斷鐵心是否存在多點接地故障。

4.3 振動監測

當鐵心中主磁通和鐵心振動在空載和負載變化時大小基本保持不變。通過振動傳感器，采集變壓器振動信號，它是空載時測得的信號，而鐵心和繞組的振動疊加信號就是負載時測量的信號。變壓器穩定工作時，變壓器器身振動是由鐵心振動引起，振動大小跟隨鐵心故障而改變。因此，可據此原理診斷變壓器鐵心的狀況。

4.4 采集數據處理

變壓器故障時產生的現象與運行狀態之間的關系復雜，常規算法無法完成對變壓器故障的診斷分析。對于大量信息不完整、不確定的故障，選擇運用處理不確定信息的貝葉斯網絡建模分析。

基于專家經驗系統、現場數據采集、故障樣本庫等，針對不同工況下的變壓器各關鍵部分的電壓、電流、絕緣電阻和變壓器的振動、溫度和電氣參數，采用VC++調用SMILE構建貝葉斯網絡故障監測與分析模型，設計故障監測與分析相關算法，并將關鍵模塊生成DLL文件，基于LabView平臺調用庫函數節點控件調用生成的DIL文件，完成數據處理和變壓器運行狀態監測診斷。

5 220kV變電站變壓器在線監測系統測試

系統包含振動監測、鐵心接地監測、油色譜在線檢測3個模塊，根據采集到的變壓器運行數據，經分析診斷，推理出運行健康狀態，得出綜合分析報告。系統還具有歷史數據查詢的功能。該系統綜合分析界面如圖2所示，從圖中可看出某一時刻變壓器各個故障類型的故障概率，該故障概率是以監測到的變壓器運行狀態為證據，根據貝葉斯網絡推理得到。其中，運行趨勢是根據變壓器一段時間內監測參數增長率和故障概率來確定。

6 結 語

綜上所述，變壓器是電力系統的核心，通過監測變壓器的多種指標來判斷系統是否正常運行，甚至預測出潛在的故障，對確保變壓器系統安全穩定運行具有重大理論與工程意義。本文結合實例，根據仿真研究分析可見，變電站變壓器采用在線監測系統，可準確收集信號，精確判斷變壓器是否出現故障，保障電力系統安全穩定的運行。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-20

作者簡介：毋靖軒（1987-），男，工程師，本科，主要從事變電檢修、電氣試驗等工作。