隨著電力負荷逐漸增大,，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求日益增高,，變壓器類電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)日益受到普遍關(guān)注,，越來越多的研究,、生產(chǎn)部門正在積開發(fā)和應(yīng)用該技術(shù),，目前已有全面推廣之勢,。在這種情況下，全面,、客觀,、深入的認(rèn)識該技術(shù),，了解其目前技術(shù)狀態(tài)，比較,、認(rèn)識其和現(xiàn)行預(yù)防性檢修體系的優(yōu)劣性及關(guān)系,，對于正確開發(fā)應(yīng)用和推廣這一新技術(shù)及更好保障電力生產(chǎn)的可靠安全性將具有一定意義。

狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的重要性

變壓器是連接發(fā),、輸,、配電環(huán)節(jié)的重要電力設(shè)備。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,，電力負荷和電壓等級的增大,，變壓器的運行可靠與否對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定影響更加明顯。變壓器在運行時,，受到電,、熱、機械,、環(huán)境等各種因素的影響,，其性能會逐漸劣化，運行狀態(tài)變差,，可能導(dǎo)致發(fā)生各類故障,。

為了盡量減少和避免故障的發(fā)生，長期以來電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)做法是不斷地研究,、總結(jié),，實施各種有效的定期預(yù)防性試驗、檢修等方式,。與遇到事故維修相比,，這種預(yù)防性試驗,、檢修方式有著本質(zhì)的進步,。但是，定期計劃檢修存在著盲目性,，且預(yù)防性試驗大多是離線進行的,，試驗時需停機、停電,，造成經(jīng)濟損失,。對于一些重要的設(shè)備，不能輕易停運,，使得定期試驗難以完成,。即使能夠停運待檢設(shè)備，也往往因運行中與停運后變壓器狀態(tài)差異,，試驗結(jié)果會有偏差,。另一方面,，檢查維修可能會造成維修過度，對變壓器性能有所損傷,。

變壓器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷

變壓器的故障診斷技術(shù)從以時間為基準(zhǔn)的方式轉(zhuǎn)變到以狀態(tài)為基準(zhǔn)的方式,，其內(nèi)容包括狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷兩個方面：前者通過提取故障的特征信號為狀態(tài)維修提供檢修依據(jù)，后者則分析,、處理所采集的狀態(tài)信息,。變壓器的在線監(jiān)測技術(shù)研究大致包括以下內(nèi)容：（1）故障機理分析；（2）在線監(jiān)測手段,；（3）監(jiān)測信息的傳遞,、處理和存儲；（4）故障特征量的提??；（5）故障診斷的方法和理論分析。

電力工業(yè)主要采用充油式變壓器,，在某些特殊場合也采用干式變壓器或者六氟化硫變壓器,。目前國內(nèi)外對于變壓器的狀態(tài)監(jiān)測，多采用局部放電監(jiān)測和超聲定位技術(shù),、紅外技術(shù),、微水分析技術(shù)。對于變壓器的高壓套管,，通常采用介質(zhì)損耗因數(shù)的數(shù)字化在線測量技術(shù),。對于故障較多的有載調(diào)壓開關(guān)，采用有載故障診斷在線裝置測量觸點磨損及機械和電氣回路等,。除此之外,，油溫、線匝繞組溫度,、負載電流及電壓,、冷卻泵風(fēng)扇運行等參數(shù)也在監(jiān)測之列變壓器狀態(tài)監(jiān)測。涉及到的變壓器主體部件為：磁路繞組及固定絕緣液體的絕緣,，氣體絕緣和冷卻系統(tǒng),。擬診斷故障為：過熱行故障、放電性故障,、過熱兼放電故障,、機械故障和進水受潮等。常用的局部放電監(jiān)測與診斷,，多采用電脈沖信號發(fā)生法和超聲法,，對電信號和聲信號聯(lián)合檢測去的理想的定量和定位效果，根據(jù)視在放電量,、分布圖譜和放電源的定位來判斷故障,。油中溶解氣體組分含量的分析（DGA）,，首先依據(jù)溶解平衡原理采用各種不同原理脫氣，方法如：真空,、滲透膜,、氣體洗脫等，將油中氣體脫出,，再用分離柱進行分離,，再經(jīng)檢測器監(jiān)測（如TCD、FID等）,，或各種原理的傳感器對不同組分氣體進行監(jiān)測,，后依據(jù)國內(nèi)外通用的組分比值法或多維圖視法，結(jié)合電氣試驗和離線定期試驗結(jié)果,，綜合分析診斷出潛伏性故障,。近期還發(fā)展了復(fù)合滲透膜電化學(xué)/燃料電池紅外監(jiān)測等技術(shù)進行油中溶解氣體組分含量的分析。由于DGA分析判斷的準(zhǔn)確性已被國內(nèi)外所認(rèn)可,，該技術(shù)成為各國研究的熱點,。

在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究存在的問題

狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷技術(shù)雖然有其不可替代的優(yōu)勢,，但在目前情況下,，尚存在很多不足和問題需要解決。已經(jīng)安裝投運狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的單位,，決不可,，不再有安全憂患。由于變壓器有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),，運行參數(shù)間并非全部有嚴(yán)格的邏輯和定量關(guān)系,，其故障現(xiàn)象、故障原理之間具有很大的不確定性,，一個故障可表現(xiàn)出多種征兆,，監(jiān)測到的幾個故障起因，同時反應(yīng)一個故障征兆,，故障與征兆之間關(guān)系模糊復(fù)雜,，*用建立的數(shù)學(xué)模型來診斷是十分困難的。這種復(fù)雜的系統(tǒng)都是模糊的系統(tǒng),。而模糊系統(tǒng)的邊界、結(jié)構(gòu)等概念的外延是模糊的,，內(nèi)涵是灰色的,。也就是說，此系統(tǒng)中,，一些信息是確知的,，另一些是非確知的,，因此，需要采用將性向模糊性逼近的模糊集的數(shù)學(xué)方法來處理這些模糊現(xiàn)象,，并將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也注入,，才能對變壓器故障診斷這一復(fù)雜系統(tǒng)，找出合適的描述方法,。同時還要模擬技術(shù)專家在進行故障診斷時的經(jīng)驗及將經(jīng)驗,、規(guī)劃模型化，以計算機替代專家,，并以遠程通信方式進行傳輸,。除此之外，復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境也給狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用帶來困難,。到目前,，狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)尚存在以下不足和問題：

（1）受技術(shù)條件限制，目前發(fā)展較成熟的僅有局放定位儀和部分組分含量的在線色譜儀,，而其他反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)的項目尚無成熟監(jiān)測,。因此，在故障診斷中,，很多需采集的信息還必須依賴于離線監(jiān)測,。

（2）早期故障的監(jiān)測信號弱，設(shè)備運行現(xiàn)場均有較強的磁場和電場干擾,，信噪比很低,，給狀態(tài)監(jiān)測帶來困難。

（3）現(xiàn)有的一些監(jiān)測系統(tǒng),，只能反映設(shè)備故障的發(fā)展趨勢,，很難提供設(shè)備故障的類型及故障的危急程度。滲透膜存在滲透率衰減,，軟件不能適應(yīng)個案的分析,、判定。

（4）現(xiàn)行規(guī)程中沒有狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)要求和指標(biāo),，使故障診斷中缺乏科學(xué)的判據(jù),。

（5）現(xiàn)有的監(jiān)測、診斷系統(tǒng)尚不能*實現(xiàn)連續(xù)不斷實時監(jiān)測,，所以對突發(fā)性故障不能準(zhǔn)確,、及時預(yù)報

綜上，變壓器類的電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù),，可以更迅速,、連續(xù)反映設(shè)備的運行狀態(tài)，預(yù)示運行設(shè)備存在的潛伏性故障，提出處理措施,，不同程度地延長設(shè)備的服役期,，減免不必要的維修干擾，大大降低運行成本,，易實行自動化和科學(xué)化設(shè)備管理,，是保障電力設(shè)備安全經(jīng)濟運行的有力措施，應(yīng)大力推廣,，串聯(lián)諧振試驗裝置,，實施狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。