随着国民经济和电力系统的发展,对电力系统安全可靠运行的要求不断提高,电力系统在线状态监测已经成为重要的科学研究和工程应用方向。电力设备在线状态监测可以实时监测电力设备在实际运行状况下的健康状况,为系统的安全稳定运行提供保证; 它作为综合自动化的补充和发展,能够使变电站实现真正意义上的无人值守; 同时它还可为电力设备的状态检修提供依据,是实现状态检修的前提和重要组成部分。本文从更高层次的变电站自动化技术发展背景出发,论述电力设备,重点是变压器在线状态监测系统的研究开发工作。根据变电站电力设备在线状态监测的要求和目标,在总结了近年来该领域现状和发展趋势的基础上,本文研究提出了一种针对中小型变电站的集中式在线状态监测方案,并阐述了能够对变电站中变压器、断路器、避雷器以及容性绝缘设备等进行综合在线状态监测的系统结构。变压器是变电站中重要的电力设备,其运行状况直接影响电网稳定性。本文重点工作是设计并研制一种集中式变压器在线状态监测装置,具有以下特点: 在监测功能方面,采用非电量和电量相结合对变压器进行综合监测,可有效改善状态评估的准确性。具体内容包括变压器油中溶解气体含量监测、油中微水含量监测、局部放电监测以及运行电气参数监测等。对于油中气体含量监测,当特征气体含量或产气速率超过注意值时,通过改良三比值法和无比值法来进行故障诊断; 油中微水含量监测通过薄膜电容传感器实现; 局部放电的监测使用扩大差动平衡法; 电气运行参数监测通过PT、CT 获得变压器的运行状态。在故障诊断方面,提出了一种三维诊断模式,即将设备状态监测数据同规范和定检测试数据比较、同自身历史数据的纵向比较、同其他同型号设备运行特性横向比较的思想,以达到诊断更全面,结果更准确的目标。在装置的设计与研制方面,硬件上采用分层多CPU 结构,核心模板采用DSP+CPLD模式,对前端输入信号采用统一接口模式; 软件结构上采用了模块化设计,在提高装置性能的同时还易于进一步扩展成为分布式状态监测系统,使装置具有较好的通用性、适用性和可扩展性。