干式空心电抗器具有线性度好、损耗小、噪音低、维护方便等优良特性,在66kV及以下电压等级的输配电网中使用率高达70%。随着越来越多的干式空心电抗器投入运行,其故障率不断上升。相关研究表明,匝间短路故障占干式空心电抗器故障的60%以上,但现有监测方法存在灵敏度低和可靠性差等问题,不能及时发现故障而烧毁电抗器。因此,研究一种高灵敏度的电抗器匝间短路故障在线监测与故障诊断技术具有重要意义。论文分别建立干式空心电抗器正常工作和匝间短路故障时的等效电路模型,通过等效电路模型计算出电抗器的等效电阻、等效电抗和功率因数,根据故障前后电抗器等效电阻、等效电抗和功率因数发生变化的理论基础,提出一种可识别干式空心电抗器少匝甚至单匝匝间短路故障的监测方法。根据智能电网“三层两网”的结构,设计一套干式空心电抗器在线监测系统。监测装置的主处理器采用ARM+FPGA组合结构,FPGA实现电抗器三相端电压和电流同步采集、频率测量,ARM实现数据处理和运算,通过嵌入功率因数角测量算法获得电抗器的电气参数,并采用以太网将干式空心电抗器的电气参数上传至专家软件。专家软件具有集中监测、管理和信息查询的功能,通过嵌入故障诊断算法得到每台干式空心电抗器的状态信息,并采用图表方式将干式空心电抗器相关电气参数和状态信息显示出来。搭建试验平台,针对监测装置分别进行了精度测量、干式空心电抗器匝间短路故障模拟和电磁兼容等试验。干式空心电抗器匝间短路故障模拟试验可获得故障状态下A、B、C三相电抗器的等效电阻、等效电抗和功率因数。试验结果表明:监测装置的测量精度和可靠性皆达到要求。利用监测装置测量的相关参数,建立广义回归神经网络(GRNN)和BP神经网络模型,GRNN模型诊断准确率为94%,BP神经网络模型诊断准确率为86%。诊断结果表明:GRNN模型诊断准确率明显高于BP神经网络。因此,将GRNN模型应用到专家软件中。该系统已在变电站成功安装运行,现场运行结果表明:本文设计的干式空心电抗器在线监测系统是可行的。图37幅,表11个,参考文献57篇。