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　　Foodjx導(dǎo)讀：變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。
　　
　　1.變壓器狀態(tài)檢修的意義
　　
　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，也是容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)事故的設(shè)備。傳統(tǒng)的定期檢修方式為設(shè)備的安全運行起到了一定的作用，但也存在問題，如由于同類設(shè)備的運行狀況、所帶負(fù)荷、短路沖擊次數(shù)、運行環(huán)境、制造原理及制造水平等不同，若都按同一周期進行檢修，不符合客觀實際情況。另一方面，由于電力走向市場，對供電的連續(xù)性和可靠性要求越來越高，而傳統(tǒng)的停電試驗、維護以及定期檢修影響供電可靠性，可見，定期檢修方式已不滿足要求。因此，不僅需要定期進行以預(yù)防性試驗為基礎(chǔ)的預(yù)防性維護，而且需要研究以在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)知性維護策略，以便實時或定時在線監(jiān)測與診斷潛伏性故障和缺陷。
　　
　　2.變壓器狀態(tài)檢修的應(yīng)用
　　
　　變壓器狀態(tài)檢修應(yīng)從油中溶解氣體色譜在線分析、繞組局部放電在線分析和套管絕緣信息在線監(jiān)測3方面進行。
　　
　　(1)變壓器油中溶解氣體色譜在線監(jiān)測裝置
　　
　　變壓器在發(fā)生突發(fā)性事故之前，絕緣的劣化及潛伏性故障在運行電壓下將產(chǎn)生光、電、聲、熱、化學(xué)等一系列變化。目前大型電力變壓器基本上都是用油絕緣及散熱，變壓器油及其中的固體有機絕緣材料在運行電壓下因電、熱、氧化和局部電弧等作用會逐漸變質(zhì)，裂解成低分子氣體。變壓器內(nèi)部存在的潛伏性過熱或放電故障又會加快產(chǎn)氣的速率。隨著故障的緩慢發(fā)展，裂解出來的氣體形成氣泡，經(jīng)過對流、擴散作用，不斷地溶解在油中。同一性質(zhì)的故障產(chǎn)生的氣體的組分和含量可以作為反映設(shè)備異常的特征量。
　　
　　變壓器油中溶解氣體色譜分析的在線監(jiān)測方法，雖然仍以油中溶解氣體為反映故障的特征量，但它是直接在變壓器現(xiàn)場實現(xiàn)油色譜的定時在線智能化監(jiān)測與故障診斷。
　　
　　常規(guī)的離線油色譜分析法與在線監(jiān)測法都是分析油中溶解氣體的組分及濃度，本質(zhì)上都與變壓器的運行狀態(tài)有關(guān)，因此故障診斷的方法應(yīng)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。雖然各國對油色譜分析的故障診斷方法有所不同，但基本上都以電工委員會的三比值法為基礎(chǔ)。
　　
　　變壓器油中溶解氣體色譜在線監(jiān)測裝置(原理見圖1)，由僅能使氣體分子透過的高分子透氣膜(F46膜)組成油氣分離單元，將其常年置于變壓器旁，實現(xiàn)變壓器油中的油氣自動分離。采用分辯率*的多傳感氣敏元件對分離氣體實施檢測，檢測運行變壓器油中的H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H66種溶解氣體。氣體傳感器輸出的電信號經(jīng)過放大濾波等環(huán)節(jié)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳輸?shù)街骺厥矣嬎銠C中進行存儲，在主控室中就可以對色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理。
　　
　　(2)變壓器繞組局部放電(局放)在線分析
　　
　?、僭?。
　　
　　對不同變壓器繞組的測試發(fā)現(xiàn)，變壓器繞組普遍存在一個頻率特性比較平坦的范圍，即電容性網(wǎng)絡(luò)區(qū)。局部放電脈沖寬度在幾納秒到數(shù)十納秒之間，在變壓器內(nèi)沿繞組以陡脈沖形式向兩端傳播。由于變壓器可近似等效成一個電容梯形網(wǎng)絡(luò)，因此，在放電開始瞬間，繞組的兩端就會出現(xiàn)局部放電陡脈沖對應(yīng)于電容網(wǎng)絡(luò)區(qū)的電容傳遞分量。通過測量這個分量，并找到兩個電容分量與繞組上位置的對應(yīng)關(guān)系，就可以測量并確定局部放電的大小和發(fā)生位置。通過局部放電的檢測與分析，可對變壓器的異物放電、繞組變形、絕緣破壞等事故隱患作出正確判斷。
　　
　　局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由高頻諧振式電流傳感器、抗干擾調(diào)節(jié)系統(tǒng)及信號采集系統(tǒng)組成。監(jiān)測系統(tǒng)為窄頻帶系統(tǒng)，中心頻率280kHz，帶寬約180kHz。
　　
　?、诂F(xiàn)場干擾的消除。
　　
　　由于局部放電信號的干擾較強，本監(jiān)測裝置采用電磁兼容技術(shù)及軟硬件相結(jié)合的方法消除干擾。
　　
　　由于輸出電纜的電容嚴(yán)重影響傳感器的頻率特性，為了消除其對傳感器輸出特性的影響，采用有源電流傳感器。傳感器內(nèi)部加驅(qū)動電容負(fù)載能力很強的前置放大電路，電源通過三芯電纜供電。前置放大電路選用高速運算放大器進行信號放大，傳輸信號的同軸電纜采用首端匹配方式。
　　
　　抗干擾調(diào)節(jié)系統(tǒng)是局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，采用多端調(diào)節(jié)一定向耦合差動平衡法抑制外部干擾，是基于大型電力變壓器在特定的頻率范圍內(nèi)可以等效為電容性網(wǎng)絡(luò)的原理。
　　
　　軟件采用自適應(yīng)濾波、相關(guān)性分析、小波分析、分形和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種信號處理方法的結(jié)合，去除周期性噪聲，提取出有用的局放信號。
　　
　　由監(jiān)測到的局部放電量、放電次數(shù)、放電相位形成三維譜圖，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)進行模式識別，診斷出故障類型、放電區(qū)段等。
　　
　　(3)變壓器套管絕緣信息在線監(jiān)測
　　
　　變壓器套管絕緣信息在線監(jiān)測是利用設(shè)備的運行電壓，通過無源傳感器在線測量變壓器套管的一次泄露電流、等值電容、介損等數(shù)據(jù)，通過自身連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，以“縱比”(與同一設(shè)備連續(xù)檢測的數(shù)據(jù)比)為主，“橫比”(與同類設(shè)備的在線監(jiān)測值比)為輔，對變壓器套管絕緣狀況進行實時檢測，并對其絕緣情況作出專家分析，供技術(shù)人員參考，及時發(fā)現(xiàn)變壓器套管絕緣隱患.減少變壓器故障的發(fā)生。
　　
　　3.變壓器狀態(tài)檢修的不足
　　
　?、僮儔浩饔椭腥芙鈿怏w色譜在線監(jiān)測裝置還必須在檢測精度和檢測氣體種類、裝置結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)軟件等關(guān)鍵技術(shù)上作大量的研究，根據(jù)實際運行中發(fā)現(xiàn)的問題逐步改進。
　　
　?、谟捎诟蓴_的存在及測試電壓的不同，局部放電測量及套管絕緣信息測量的絕緣數(shù)據(jù)與停電測量的數(shù)據(jù)存在差距，無法替代停電測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)只能用以“縱比”、“橫比”分析以發(fā)現(xiàn)故障隱患，并作為是否停電作預(yù)防性試驗的依據(jù)，逐漸加長預(yù)防性試驗的周期，為從預(yù)防性維修制過渡到狀態(tài)維修制提供條件。
　　
　　③變壓器的健康狀況還與其他一些參數(shù)有關(guān)，如運行負(fù)荷、運行溫度、維護情況、短路情況、缺陷情況等，綜合各種數(shù)據(jù)，才能對變壓器的狀態(tài)作出真實的評價，因此目前的在線檢測手段只是為評價變壓器的狀態(tài)多提供了一種判據(jù)。
　　
　　4.小結(jié)
　　
　　對變壓器健康狀況的分析手段大致有3種：運行中的直觀分析(聲音、油溫、油色、接頭溫度、設(shè)備缺陷等)、常規(guī)試驗(油化試驗、高壓試驗)、不間斷的帶電檢測數(shù)據(jù)(色譜在線檢測、局放在線檢測、套管絕緣信息檢測等)，這三方面的數(shù)據(jù)是相互緊密的。因此，要綜合分析這三方面的情況，才能對變壓器狀態(tài)作出客觀、真實、全面的評價。
　　
　　在線檢測手段相對傳統(tǒng)檢修而言，節(jié)省了大量人力、物力、財力，提高了設(shè)備的利用系數(shù)，加大了設(shè)備的安全水平，降低了設(shè)備的檢修風(fēng)險。隨著在線檢測技術(shù)的進一步提高及監(jiān)測項目的增加，在線檢測將逐步取代離線人工檢測，實現(xiàn)設(shè)備真正的狀態(tài)檢修。