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【摘 要】本文结合笔者多年工程经验，针对智能变压器在线监测的关键技术进行了相关介绍，包含了检测系统的系统功能，系统构成，系统原理等方面进行阐述，同时也介绍了目前该技术存在的问题，并给出了一些建议。
【关键词】智能变压器；在线监测
1.引言
在电网系统中，变压器是最重要的设备之一，对于变压器的工作状况，国内外的电力部门多年来普遍采用定期停电后进行预防性试验（离线）来掌握其信息以决定能否继续运行，存在需要停电、试验真实性和实时性差等缺点在此基础上逐渐发展起了一些参数的在线监测技术[1-3]，部分解决了停电试验的一些缺点，近年来已在此方面取得一定经验和成效，但仍存在许多问题。
随着电力系统对智能化和运行可靠性要求的提高，以及计算机、传感和通信技术的飞速发展，可以全面获取变压器运行状态数据的智能在线监测系统成为发展趋势。针对变压器全面采集能够反映系统运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量，进行数字信息的实现，进而根据电网需求进行相关的状态预判和自动检修为变压器状态检修提供数据支持，保证设备安全和供电的可靠性。
2.智能变压器在线监测系统
目前，大多数变压器在线监测系统是对单一设备的单一参数进行监测，而要反应变压器的運行状况，靠单一性能指标，都只能从某一侧面反映其绝缘状态，不能全面反应设备的运行状态，从而使现有的在线监测技术带有很大的局限性。因此，智能变压器在线监测关键技术在这方面有着巨大的优越性。
2.1系统功能
智能变压器在线监测系统以多传感器信息融合技术、微电子技术、计算机技术以及故障诊断技术为基础，在线自动完成对电力变压器负荷及温度、铁芯接地电流、油中微水、油中溶解气体、局部放电、套管绝缘、冷却器和有载分接开关等状态信息的采集；依据获得的变压器状态信息，采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型，结合变压器的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对电力变压器工作状态和剩余寿命作出评估；对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度、原因，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力变压器事故发生、保证设备安全、可靠、正常运行的目的。
2.2系统构成
智能变压器在线监测系统硬件主要由传感器、现场主站和监测中心服务器三部分组成。智能变压器在线监测系统传感器包括环境温湿度传感器、顶部油温传感器、电流传感器、湿度传感器和特高频（UHF）传感器等。智能变压器在线监测系统现场主站包括温度及负荷监测单元、铁芯接地电监测单元、油中微水监测单元、油中溶解气体监测单元、局部放电监测单元、管绝缘监测单元和辅助设备监测单元。智能变压器在线监测系统监测中心服务器主要完成各功能单元的数据采集存储、参数配置、数据分析、故障报警、故障诊断和WEB服务器等功能。
2.3监测单元工作原理
2.3.1微水在线监测系统
变压器油中微水在线监测系统由湿度传感器、数据采集器和数据处理服务器等组成。
2.3.2变压器色谱在线监测系统
变压器色谱在线监测系统可定量、在线检测变压器油中H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H2O（选配）等的浓度及增长率；并可自动对数据结果进行分析判断，除了常用的三比值法之外，还可运用直观的立方体图示法和大卫三角法等多种方法进行故障诊断，并和历史数据相比较，自动计算产气速率，并结合专家知识库进行综合分析和评估，给出故障分析报告。
2.3.4变压器局部放电在线监测系统
局部放电在线检测方法大体上可分为四类，即声测法、化学法、脉冲电流法及超高频法。超高频法因具有抗干扰能力强、灵明度高、实时性好且能进行故障定位、已成为目前局放检测技术中主要方法。
2.3.5变压器套管绝缘在线监测系统
高压套管在长期运行中因污秽、化学腐蚀、电闪、发热、机械力等环境条件变化的影响，绝缘性能逐渐下降，并可能导致严重缺陷。套管中各监测单元采用零磁通微电流传感器、高精度同步AD、通过DSP及CPLD实现跟踪电网频率、高精度同步采样，采用优化的傅立叶分析法，求得幅度、相位，进而得到所需的泄漏电流、介质损耗、等值电容等电气参数。
2.3.6变压器铁芯接地在线监测系统
变压器铁芯接地在线监测系统由泄露电流监测单元、环境监测单元和数据处理服务器等组成。变压器铁芯接地在线监测系统利用高灵敏度电流传感器，不失真的采集变压器铁芯对地的泄漏电流信号，通过对电流信号的运算和处理，剔除杂波干扰信号，到实际接地泄漏电流信息；最终利用专家系统分析、判断、预测铁芯绝缘的健康状况。
3.智能变压器在线监测系统应用情况
智能变压器在线检测系统实现广泛的状态检测，是的变压器的状态检测更加的科学，能够有效地获取其各个部分的运行状态，及时实现故障的检测和预防，但是就目前智能的在线检测发展看，该技术本身的可靠性还不是很高，并且许多传感器的精度还不能完全的达到要求，并且存在失真的情况，因此很容易影响到检测结果。
由于智能检测是对变压器的各个部分进行检测，然而并不是所有的状态信息都对变压器的故障起着非常重要的作用的，因此影响了智能在线检测的价值。同时由于智能在线检测系统运行费用较高，这变相增大了系统的运行费用。在实际检测中由于某些时候的停电性试验可能是的监测单元中的备用电池耗尽，从而使得系统失控。由于智能检测系统数据通信需要网络的支持，因此需要单独假设网络系统。针对目前的检测技术的情况，变压器的检测参数还并不是很全面，各种参数间的兼容性不高，在统筹分析方面还有局限性。
因此，建议在变压器中目前主要针对与变压器故障紧密相关的参数进行检测，从而提高总体的经济效益，随着技术的进一步发展再慢慢增加更多的测量参数，扩大其状态检测范围，使经济效益最大化。
参考文献
[1]杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势[J].中国电机工程学报，1996 16（3）：145-146
[2]金午桥.变电站自动化系统的发展策略[J].中国电力，1997，30（12）：17-20
[3]赵祖康，徐石明.变电站自动化技术综述[J].电力自动化设备，2000，20（1）：48-52
【关键词】智能变压器；在线监测
1.引言
在电网系统中，变压器是最重要的设备之一，对于变压器的工作状况，国内外的电力部门多年来普遍采用定期停电后进行预防性试验（离线）来掌握其信息以决定能否继续运行，存在需要停电、试验真实性和实时性差等缺点在此基础上逐渐发展起了一些参数的在线监测技术[1-3]，部分解决了停电试验的一些缺点，近年来已在此方面取得一定经验和成效，但仍存在许多问题。
随着电力系统对智能化和运行可靠性要求的提高，以及计算机、传感和通信技术的飞速发展，可以全面获取变压器运行状态数据的智能在线监测系统成为发展趋势。针对变压器全面采集能够反映系统运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量，进行数字信息的实现，进而根据电网需求进行相关的状态预判和自动检修为变压器状态检修提供数据支持，保证设备安全和供电的可靠性。
2.智能变压器在线监测系统
目前，大多数变压器在线监测系统是对单一设备的单一参数进行监测，而要反应变压器的運行状况，靠单一性能指标，都只能从某一侧面反映其绝缘状态，不能全面反应设备的运行状态，从而使现有的在线监测技术带有很大的局限性。因此，智能变压器在线监测关键技术在这方面有着巨大的优越性。
2.1系统功能
智能变压器在线监测系统以多传感器信息融合技术、微电子技术、计算机技术以及故障诊断技术为基础，在线自动完成对电力变压器负荷及温度、铁芯接地电流、油中微水、油中溶解气体、局部放电、套管绝缘、冷却器和有载分接开关等状态信息的采集；依据获得的变压器状态信息，采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型，结合变压器的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对电力变压器工作状态和剩余寿命作出评估；对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度、原因，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力变压器事故发生、保证设备安全、可靠、正常运行的目的。
2.2系统构成
智能变压器在线监测系统硬件主要由传感器、现场主站和监测中心服务器三部分组成。智能变压器在线监测系统传感器包括环境温湿度传感器、顶部油温传感器、电流传感器、湿度传感器和特高频（UHF）传感器等。智能变压器在线监测系统现场主站包括温度及负荷监测单元、铁芯接地电监测单元、油中微水监测单元、油中溶解气体监测单元、局部放电监测单元、管绝缘监测单元和辅助设备监测单元。智能变压器在线监测系统监测中心服务器主要完成各功能单元的数据采集存储、参数配置、数据分析、故障报警、故障诊断和WEB服务器等功能。
2.3监测单元工作原理
2.3.1微水在线监测系统
变压器油中微水在线监测系统由湿度传感器、数据采集器和数据处理服务器等组成。
2.3.2变压器色谱在线监测系统
变压器色谱在线监测系统可定量、在线检测变压器油中H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H2O（选配）等的浓度及增长率；并可自动对数据结果进行分析判断，除了常用的三比值法之外，还可运用直观的立方体图示法和大卫三角法等多种方法进行故障诊断，并和历史数据相比较，自动计算产气速率，并结合专家知识库进行综合分析和评估，给出故障分析报告。
2.3.4变压器局部放电在线监测系统
局部放电在线检测方法大体上可分为四类，即声测法、化学法、脉冲电流法及超高频法。超高频法因具有抗干扰能力强、灵明度高、实时性好且能进行故障定位、已成为目前局放检测技术中主要方法。
2.3.5变压器套管绝缘在线监测系统
高压套管在长期运行中因污秽、化学腐蚀、电闪、发热、机械力等环境条件变化的影响，绝缘性能逐渐下降，并可能导致严重缺陷。套管中各监测单元采用零磁通微电流传感器、高精度同步AD、通过DSP及CPLD实现跟踪电网频率、高精度同步采样，采用优化的傅立叶分析法，求得幅度、相位，进而得到所需的泄漏电流、介质损耗、等值电容等电气参数。
2.3.6变压器铁芯接地在线监测系统
变压器铁芯接地在线监测系统由泄露电流监测单元、环境监测单元和数据处理服务器等组成。变压器铁芯接地在线监测系统利用高灵敏度电流传感器，不失真的采集变压器铁芯对地的泄漏电流信号，通过对电流信号的运算和处理，剔除杂波干扰信号，到实际接地泄漏电流信息；最终利用专家系统分析、判断、预测铁芯绝缘的健康状况。
3.智能变压器在线监测系统应用情况
智能变压器在线检测系统实现广泛的状态检测，是的变压器的状态检测更加的科学，能够有效地获取其各个部分的运行状态，及时实现故障的检测和预防，但是就目前智能的在线检测发展看，该技术本身的可靠性还不是很高，并且许多传感器的精度还不能完全的达到要求，并且存在失真的情况，因此很容易影响到检测结果。
由于智能检测是对变压器的各个部分进行检测，然而并不是所有的状态信息都对变压器的故障起着非常重要的作用的，因此影响了智能在线检测的价值。同时由于智能在线检测系统运行费用较高，这变相增大了系统的运行费用。在实际检测中由于某些时候的停电性试验可能是的监测单元中的备用电池耗尽，从而使得系统失控。由于智能检测系统数据通信需要网络的支持，因此需要单独假设网络系统。针对目前的检测技术的情况，变压器的检测参数还并不是很全面，各种参数间的兼容性不高，在统筹分析方面还有局限性。
因此，建议在变压器中目前主要针对与变压器故障紧密相关的参数进行检测，从而提高总体的经济效益，随着技术的进一步发展再慢慢增加更多的测量参数，扩大其状态检测范围，使经济效益最大化。
参考文献
[1]杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势[J].中国电机工程学报，1996 16（3）：145-146
[2]金午桥.变电站自动化系统的发展策略[J].中国电力，1997，30（12）：17-20
[3]赵祖康，徐石明.变电站自动化技术综述[J].电力自动化设备，2000，20（1）：48-52