变压器在线监测系统分析与应用

变压器在线监测系统分析与应用

李腾飞

中海石油（中国）有限公司上海分公司   上海市  200000

摘要：在我国现代社会经济建设过程当中，电力事业做出了不可或缺的巨大贡献，为各类生产经营活动的开展带来了根本性的支持和保障。但在现代社会经济不断发展的时代背景下，对于电力能源的需求度也在不断增加，相关技术人员要逐步尝试应用各类先进技术，明确海上平台电力系统变压器故障问题的具体原因，恰当合理的运用海上平台电力系统变压器在线检测技术，以此来对变压器局部放电进行在线检测，同时还要运用红外线测温技术和气体检测技术，获取并收集较为完整的参数信息并对其进行分析，从而掌握变压器设备的整体运行状态，维护海上平台电力系统能够持续稳定的高效运行。

关键词：在线监测;红外线测温;气体监测;变压器;

引言

电力事业在中国现代社会中扮演着至关重要的角色，为海上平台电力系统提供了必要的能源支持。而海上平台电力系统中的关键组件之一，变压器，承担着将电能传递到不同电压级别的任务。然而，随着海上平台电力需求的不断增加，变压器设备的故障问题成为了一个不可忽视的挑战。为了确保海上平台电力系统的连续稳定运行，变压器在线监测技术应运而生。

1变压器在线检测技术的研究概况

变压器作为海上平台电力系统中至关重要的设备之一，其稳定运行对电力供应的连续性和可靠性至关重要。然而，在长期的运行过程中，变压器可能会受到各种内部和外部因素的影响，从而导致故障或性能下降。为了确保海上平台电力系统的稳定供电，及时发现并解决变压器的问题变得至关重要。正是在这个背景下，变压器在线检测技术应运而生，成为电力行业的一个重要研究领域。

变压器在线检测技术的发展可以追溯到二十世纪中期，当时的技术主要集中在基于硬件传感器的监测系统上。这些系统通常使用温度传感器、压力传感器和气体采样装置等硬件设备来监测变压器的运行状态。虽然这些传感器能够提供有用的信息，但它们存在着一些局限性，例如监测范围有限、数据采集不连续以及对人工干预的依赖性。

随着计算机技术的迅猛发展，变压器在线检测技术逐渐实现了数字化和自动化。现代的在线监测系统通常包括传感器网络、数据采集装置和远程监控中心。这些系统能够连续监测变压器的多个参数，如温度、压力、气体浓度等，并将数据传输到远程中心进行实时分析和处理。这使得操作人员能够更及时地获取有关变压器状态的信息，采取必要的措施，以减少潜在的故障风险。

图1变压器在线监测系统的总体结构系统图

2变压器运行故障问题的常见原因

在海上平台电力系统变压器故障持续运行过程当中不可避免的会出现一些常见故障问题，一旦任何类型的故障问题出现，那么变压器就无法维持正常运行状态，从而导致平台整个海上平台电力系统陷入瘫痪。这就需要维修电工深入开展分析工作，全面把握变压器设备运行故障问题的具体原因，及时采取和制定故障问题解决措施，进一步维护变压器设备的运行稳定性。第一，变压器设备短路故障问题。当变压器设备出现短路故障问题时，这一故障大多都会出现在输电线路的出口位置，当出现短路故障问题时实际电流将会远远超出额定电流，如此一来变压器绕组就会释放大量的热能，损坏输电线路的绝缘体，让变压器绕组出现严重变形。与此同时，变压器设备内部的各个重要组成部件也会受到一定的不良影响，温度过高还会引发较为严重的电力火灾，使该部分输电线路覆盖区域出现大规模停电等严重危害事件。第二，变压器设备出现绝缘故障问题。变压器设备当中的绝缘部分往往包含主绝缘部分和饶组纵绝缘，在变压器持续运行过程当中其绝缘部分发挥着至关重要的作用，能够将变压器设备的运行热量有效散发到自然环境当中，在各类绝缘材料相互搭配下，有效避免变压器设备出现短路等故障问题。但在变压器设备长期持续运行的过程当中，其部分零部件势必就会受到周围环境因素的影响和侵害，从而出现老化等问题失去原有的功能和作用，当失去有效作用之后便会引发变压器设备的故障问题。第三，变压器设备运行放电故障问题。在变压器设备持续运行过程当中放电故障问题屡见不鲜，这类故障往往会出现在变压器设备的不同位置，发电状态的具体类型丰富多样，其中包括局部放电或者火花发电的状况。除此之外，如果变压器绕组绝缘部分出现了破坏问题，那么在较短的时间内便会释放大量电能。第四，变压器铁线出现多点接地故障。在变压器设备持续运行过程当中其内部的铁芯如果有两点以上出现接地现象，那么变压器设备内部的铁芯就会出现故障问题，让变压器设备受到严重损害，这就需要维修电工快速响应检修维护措施，恢复变压器设备的持续稳定运行状态。

3变压器设备的在线监测技术应用策略

在当今的海上平台电力系统中在线监测技术得到了进一步的尝试和运用，特别是变压器设备的在线监测工作具有重要意义，能够及时对变压器故障问题进行预防，提前对变压器设备运行当中的缺陷进行弥补和优化。变压器在线监测技术能够收集变压器设备的实际运行参数和信息，对其进行深入的分析，完成变压器设备的状态评估，在变压器故障发生初期就对其进行解决。除此之外，还能够对变压器的整体运行状况进行监测，采用更为科学合理的故障问题处理方法。

3.1变压器设备局部放电的实时监测

变压器设备局部放电的实时监测是在线监测技术中的一个关键方面，它有助于识别和定位变压器内部可能存在的问题，提前采取必要的维修措施，以确保设备的安全运行。局部放电是变压器内部常见的故障类型之一，通常伴随着氢气（H2）和甲烷（CH4）等气体的产生，这些气体的释放可以被用作监测和诊断工具。首先，局部放电的实时监测有助于及早发现潜在问题。局部放电通常是由绝缘材料的缺陷、电场强度过高或者电压应力集中引起的，这可能导致绝缘材料的进一步破坏和设备故障。通过实时监测局部放电活动，系统能够在问题变得严重之前捕获异常信号，从而及时采取措施，防止故障进一步恶化。其次，实时监测可以帮助定位问题的源头。局部放电通常不会在变压器的所有部分都发生，而是局限在特定区域。通过使用多个传感器分布在变压器不同位置，可以确定局部放电的具体发生地点。这有助于准确诊断问题，并精确指导维修人员在必要的时候进一步检查和处理。另外，实时监测还有助于评估绝缘系统的健康状况。通过分析局部放电的模式和频率，可以判断绝缘材料的老化程度以及是否需要维护或更换。这种信息对于制定设备维护计划和预防性维护非常重要，可以最大程度地延长设备的使用寿命。

3.2采用红外线测温技术把控变压器设备的运行温度

在变压器设备出现运行负荷过大、内部结构接触不良或者铁芯接地等多种故障问题时，变压器设备内部都会出现过热的状况，这就需要维修电工采用红外线测温技术对其进行温度把控。在实际生产作业开展过程当中，维修电工需要运用红外线探测器对目标监测设备进行动态化监测，在利用监视屏构建起红外线热成像图，如此以来便能全面显示由于故障问题所带来的过热现象，明确过热故障问题的具体出现位置，制定相应的变压器运行故障检修策略。

3总结

综合来看，变压器在线监测技术在海上平台电力系统中具有重要的应用前景和实际意义。通过连续监测变压器的各项参数，包括温度、压力、气体浓度等，系统能够及时发现潜在的故障迹象，并采取预防措施，降低了设备损坏和停机的风险。同时，数据分析和算法的不断改进也提高了故障诊断的准确性和效率。最终，维护海上平台电力系统的稳定运行对于电气设备稳定运行具有重要意义，它保障了生产的连续性。因此，变压器在线监测技术的研究和应用将在未来电力领域发挥更加重要的作用，为海上平台电力系统的可持续发展提供坚实支撑。

参考文献

[1] 黄超,施勇,季新风,郭凯,乔飞,居友杰,赵昊,田牧.声表面波传感器在电力变压器温度监测领域的应用[J].湖北电力,2021,45(04):27-33.