前言：电力变压器本身的故障是电网故障的主要原因之一，特别是220kV以上高压和超高压油浸变压器作为电力系统的主要节点，其安全性尤为关键。由于其覆盖范围大、价格昂贵，故障造成的经济损失是不可估量的。

 

1.电力变压器故障的原因、预测和维护的重要性

 

1.1故障原因分析

 

变压器设备陈旧，运行时间长，不定期维护，容易突破内部绝缘。最常见的问题是高压计量箱爆裂和燃烧避雷器。少数变压器超负荷运行，特别是夏季用电量增加，变压器负荷增加，突破内部绝缘，造成设备保护动作，影响正常运行。电力电缆类型会被外力破坏，经常被切断，导致电力变压器跳闸、接地等故障；夏季雷暴，树木落在电力变压器上，电力变压器跳闸；断路器定值匹配不合理，电力变压器规划不科学，也会影响电力变压器的安全运行。此外，用户扩展导致负荷增加，车站未及时调整固定值，导致断路器故障。

 

1.2故障预测和维护的重要性

 

电力变压器的运行直接影响到电力供应和人们的日常生活和工作。通过加强电力变压器的故障预测和维护，可以满足智能电网的建设需要。智能电网运行受电力变压器运行的影响，应做好预测和维护工作，及时发现可能出现的故障，并采取有效的处理措施。故障预测可提高故障维护的针对性，提高维护质量和效率，确保整个电网的健康运行。同时，适当增加这部分经济投资，升级优化维护技术，提高维护质量和效率。

 

2.变压器在线监测系统应用中存在的问题

 

电力系统运行的稳定性直接关系到供电质量。在实际供电中，变压器故障往往导致系统断电。为保证用户的用电需求，在实际运行过程中，应采取有效措施避免变压器故障，合理应用变压器在线监测技术，实时监测变压器运行情况，及时发现故障，恢复正常运行。然而，在实际运行过程中，存在以下三个问题。

 

2.1监测设备及监测技术

 

在电力系统实际运行过程中应用在线监测技术时，为了保证监测结果的准确性，必须优化在线监测技术。例如，在气体监测和电频监测技术的应用中，应考虑监测设备运行对监测结果的影响；当一些监测装置的灵敏度不能满足要求时，在监测过程中不能发现一些轻微的异常变化，不能发挥良好的监测作用。为了确保监测技术的合理应用，应优化监测产品、设备和监测技术。

 

2.2监测技术的开发与研究

 

由于目前的监测技术仅限于一些数量值的变化，主要分析变压器的气体和电频，影响该过程的因素较多，可能导致结果不准确。为了提高在线监测技术的效果，不断开发和研究监测技术，注重研究方向和务实，通过多次变压器运行监测实验优化监测技术，通过技术改进保证变压器良好的运行环境。

 

2.3监测设备的管理

 

变压器的在线监控过程也涉及到更多的监控设备和监控装置，监控系统的管理也直接影响到变压器在线监控技术的结果。如果管理系统不完善，系统设备就会出现故障，从而影响实时监控过程中的监控结果。因此，完善监控设备管理系统，确保监控设备的日常维护和管理，同步检查变压器在线监控系统，确保监控设备的良好运行，提高电力系统的稳定性。

 

3.变压器油中溶解气体的在线监测

 

3.1局部放电在线监测

 

测量局部放电能有效发现变压器内部绝缘的固有缺陷，以及长期运行导致绝缘老化造成的局部隐患。测试局部放电是及时发现变压器潜在故障的重要手段。目前，交接和预测标准要求变压器出厂和大修后进行局部放电试验。离线局部放电试验采用脉冲电流法，即通过连接套管末屏检测阻抗，检测变压器绝缘局部放电引起的脉冲电流。然而，如果该方法用于局部放电的在线监测，由于测量频率低、频带窄（几十到几百kHz），获得的信息较少，因此抗干扰性能很差。目前，成熟的变压器局部放电在线监测技术是超声波法和超高频法。

 

3.2超声波法

 

当变压器内部发生局部放电时，不仅会产生电脉冲信号，还会产生超声波信号。因此，变压器内部的绝缘状态可以通过同时产生的超声波信号和电信号来判断。超声传感器的频带约为70~300kHz，以避免变压器的铁磁噪声和机械振动噪声（一般低于45kHz）。

 

3.3超高频法

 

超高频检测方法是通过检测变压器局部放电产生的超高频电磁波信号来获取局部放电信息。变压器局部放电测量时，现场干扰信号的频谱一般小于300mHz，超高频检测方法是在300~1500mHz宽带内接收局部放电产生的超高频电磁脉冲信号。由于超高频信号在空间传输过程中迅速衰减，变压器箱外的超高频电磁干扰信号（如空气中的电晕放电）不仅比油中的局部放电信号窄，而且随着频率的增加，其强度也会迅速下降。进入变压器金属油箱的超高频重量相对较小，可避免绝大多数空气放电脉冲干扰，但该方法一般需要改造变压器进油管阀以安装传感器。通过综合比较，这两种方法均为非电量测量，不影响设备的正常运行。超高频法精度更高，抗干扰能力更强，但成本更高，同时需要对变压器油管阀进行改造。超声波法发展时间较长，技术成熟，安装方便。同时，声电联合法可以充分发挥各自的优势，保证局部检测的可靠性。

 

4.绕组温度在线监测

 

现有的高压油浸变压器内绕组“热点”温度测量方法主要包括热模拟测量、间接计算测量和直接测量。

 

4.1热模拟测量法

 

基于热模拟测量方法的绕组温度计是将变压器顶部油的温度和工作时电流反映的温度结合起来，得到一个能反映绕组温度的模拟值。其温度指示器显示的温度值部分来自变压器内油层温度的直接测量值，另一部分是变压器工作时的负载电流通过电阻加热元件产生的部分热量，共同改变指示器的示数。虽然热模拟测量方法避免了电绝缘的直接测量，但并不是绕组真实温度的测量值，测量结果也不准确。

 

4.2间接计算测量法

 

间接计算测量方法是根据假设的变压器热模型，通过计算绕组温度升高变化的公式来获得绕组的“热点”温度。该测量方法操作简单，安全性高，但结果只能表示温度值，不是变压器运行的真实温度值，因此无法准确判断变压器的实际工作状态。对于220kV以上的高压油浸变压器，冷却系统的方法是强油循环，但油的热容比与绕组的热容比有很大的不同。由于热传输不均匀，当绕组温度达到一定高温时，由于热传输的影响，油温远低于绕组温度。因此，用油顶温度校准绕组温度的方法不准确，具有滞后性和不直观性的缺点。

 

5.结束语：

 

综上所述，变压器是电力系统中重要的设备单元，其运行直接影响供电质量。结合当前电力需求较大的新形势，必须提高电力系统的运行稳定性。目前，变压器监测采用单一方法诊断其状态，可进一步研究综合上述技术，全面监测变压器，提高监测结果的可靠性。