干式变压器在线监测技术——创联汇通电力软件
随着民经济的发展，电力工业发展迅速，电网装机容量和规模日益增大，人们对电力系统设备运行可靠性的要求也越来越高。在现代电力设备的运行和维护中，电力干式变压器不仅是电力系统中较重要、较昂贵的设备之一，也是造成电力系统事故较多的设备之一，其故障可能对电力系统和用户造成很大的危害和影响。因此，电力干式变压器在线检测诊断技术一直被内外视为重要的科研项目，目前使用的技术大多包括干式变压器的局部放电法和油色谱分析等。
一、干式变压器在线监测研究现状
(一)干式变压器局部放电在线监测
1.原理：干式变压器故障的主要原因是绝缘损坏，故障前发生局部放电，伴随以下信号：电流脉冲、无线电波、超声波、C2H2、C2H4、C2H6、CH4、H2、CO等气体、光信号、超高频电磁波。干式变压器局部放电的严重程度可以通过测量上述五个信号来确定。因此，对五种信号的监测进行了研究。在这些检测方法中，电流脉冲法较为敏感。但变电站电信号的干扰也比较大，常规的电流脉冲法难以测量。超声波法和油中气体分析法在现场干扰较小，但超声波法灵敏度低，往往无法检测出隐藏在绝缘中的放电。同时，超声波信号的传播延迟大多是通过用电流脉冲信号触发定时器来获得的。现场使用时，局部放电产生的脉冲电流信号往往淹没在高干扰脉冲中，无法区分，导致定时器难以触发工作，导致监控系统判断错误。
2.方法：(1)差动平衡法：比较两个进入测量系统的信号，一个来自中性点传感器，另一个来自干式变压器铁心接地传感器。当干式变压器中产生局部放电信号时，它在干式变压器的中性点和铁芯接地传感器上产生两个方向相反的电流脉冲。当干式变压器外部有干扰信号时，两个传感器产生的电流脉冲方向相同，通过适当选择频率，比较两个电信号，可以抑制电晕干扰。(2)超声波检测方法：利用超声波传感器，在干式变压器外壳上检测局部放电产生的声信号。一方面，当干式变压器发生局部放电时，会检测到产生的电流脉冲信号；另一方面，分布在油罐壁上的几个超声波传感器也将检测声波信号。但比电脉冲延迟一定时间。根据该延迟时间，可以确定传感器和放电点之间的距离，并且可以确定放电点的位置。(3)电定位法：一种利用超声波传播的方向和时间以及放电脉冲在绕组中的传输过程来确定放电位置的定位方法。
(2)干式变压器油中溶解气体(DGA)的在线监测
利用油中溶解气体的气相色谱分析判断干式变压器内部故障；
1.原理：油浸式电力干式变压器中的主要绝缘材料是干式变压器油和绝缘油纸。在放电和热量的作用下，这两种物质会分解产生各种气体。干式变压器内部故障伴随着局部过热和局部放电，使油或纸或油和纸分解产生C2H2、C2H4、C2H6、CH4、H2、CO和CO2。当故障不严重，产气较少时，产生的气体大部分溶解在绝缘油中。此外，热量产生和排放的严重程度不同，产生气体的类型、油中溶解气体的浓度以及各种气体的比例关系也不同。因此，干式变压器的发热和放电故障可以通过一个 #p#分页标题#e#
(1)干式变压器油比中溶解气体的定期检验一般采用常规气相色谱仪进行，即测试人员到变电站提取部分汽提气体注入气相色谱仪入口，用气相色谱仪检测并输出结果，较后与标准进行比较。
(2)为了克服传统油色谱繁琐复杂的操作程序，人们开发了一种油中气体自动分析装置，将传统色谱分析仪的脱气和气体浓度检测放在干式变压器的安装现场，从技术上实现自动分析。显然，这种油色谱自动分析装置的功能与常规色谱分析类似，结构上没有根本改变，只是实现了操作程序的自动化，从技术和经济方面限制了其推广应用前景。
(3)人们必须在原理和结构上研究创新的在线监测装置。在干式变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中，人们先先想到的是改变油气分离方式。因此，油气分离单元由只允许气体分子通过的聚合物渗透膜组成，不仅大大简化了油中气体自动分析装置的结构，而且实现了在线监测。
(4)对气体检测单元进行改造，用气体传感器代替复杂的色谱仪检测分离出的气体。由于气体传感器的灵敏度与添加的贵金属有关，因此很难使气体传感器对过程中的各种气体具有相同的灵敏度。因此，人们研究成功的较好个在线监测装置是监测干式变压器油中的氢含量。干式变压器无论哪种内部故障，氢气都是故障产生气体的主要成分之一。油中氢的在线监测可以判断干式变压器是否有异常，然后通过常规色谱分析进一步判断故障的类型和程度。因此，虽然这种只能判断是否有异常但不能诊断故障类型的在线监测装置功能有限，但它已被广泛使用，因为它比传统的色谱法更进一步。
二、干式变压器在线监测研究的发展趋势和研究方向
1.仪器化：发展了红利气体分析仪等光学器件，红外气体分析仪的特点是能测量各种气体含量。测量范围宽、灵敏度高、响应快、选择性好、可靠性高、使用寿命长，可实现连续分析和自动控制。红外气体分析仪的工作原理基于吸光度定律(即阿姆赫特-比尔定律)，分为非分光型、分光型和傅里叶变换红外(FTIR)
rmInfraRed)型以及基于微机电系统(MEMSMicro-Electro-MechanicalSystem)技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器(NDIR)指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同，吸收固定红外线的能量就不同。2.理论工具上：模糊理论，人工神经网络，专家系统及灰色理论在DGA的分析中都有应用。
三、结语#p#分页标题#e#
干式变压器作为发变电系统中重要设备，安装在线监测系统的必要性已渐渐成为电力行业的共识，电力干式变压器的工作效率代表了电力部门的财政收益，干式变压器的在线监测提高了运行的可靠性，延缓了维护费用的投入，延长了检修周期和干式变压器寿命，由此带来的经济效益是非常可观的。电力设备的在线监测技术是今后的发展方向，具有广阔的前景。
