變壓器綜合監測系統設計

李雷

（商丘技師學院 商丘 476000）

變壓器綜合監測系統設計

李雷

（商丘技師學院 商丘 476000）

本文論述了一款變壓器綜合在線監測系統的設計與實現過程。本文就當前電網中針對變壓器的監測技術的現狀及其發展趨勢進行了分析，著重敘述了基于DSP硬件平臺建立的變壓器綜合在線檢測各個單元系統設計，來實現對各種變電站當中變壓器的主要性能參數的在線監測。

變壓器；監測；設計

引言

隨著國家經濟的不斷發展，國家電網對經濟發展的作用越來越重要，如何對電力系統中的變壓器進行分析、監測、診斷已成為電纜系統迫切需要解決的問題。而變壓器作為變電站的核心組成部分，對變壓器故障檢測的問題獲得了越來越多的關注。一旦變壓器長時間或者超負荷運行，難免會出現故障和事故。而造成變壓器的各種事故和故障的原因比較多，比如一些不可抗拒的災害外部的認為破壞，以及維護、檢修和安裝中有些問題的存在，或者在生產制造過程中留下的安全隱患，尤其是變壓器超負荷長時間運行所造成的材料老化和絕緣老化，這也是造成各種變壓器故障和事故的主要制造因素[1]。

1 系統總體設計

為了能夠保證變壓器綜合在線監測系統能夠滿足對電力系統的管理，有效地提高電力系統管理的質量，保證電力系統工作的正常運行，變壓器綜合在線監測系統在功能設計時結合了目前變壓器綜合在線監測系統管理的需求，最終設計實現變壓器綜合在線監測系統，本系統包含了變壓器油色譜在線監測單元、變壓器油中微水在線監測單元、變壓器油溫度及負荷在線監測單元。變壓器綜合在線監測系統單元模塊結構圖如圖1所示。

圖1 系統單元模塊結構圖

變壓器綜合在線監測系統的主要實現的功能有以下幾個方面：

（1）變壓器綜合在線監測系統能夠實現實時監控變壓器正常運行的各種參數，如果參數超出正常工作范圍，系統發出報警信號，相關工作人員即使采取措施，保證變壓器綜合在線監測系統正常運行[2]。

（2）變壓器綜合在線監測系統能夠實現遠程監控功能，將變壓器在線監測數據實時傳至相關服務器，實現對監測設備狀態信息的實時采集，同時將自動將在線監測數據、監測情況、以及監測分析結果定時傳向變壓器綜合在線監測系統的后臺，同時將信息進行存儲，為以后分析數據提供依據。

2 變壓器監測系統的詳細設計

變壓器綜合監測系統的組成包括變壓器油色譜在線監測模塊、變壓器油中微水在線監測模塊、變壓器局部放電在線監測單元、變壓器鐵芯接地電流在線監測模塊、以及變壓器油溫及負荷在線監測模塊。

2.1 變壓器油色譜在線監測詳細設計

變壓器放油閥上通過兩根油管與系統頂空油氣分離模塊連接，模塊功能是實現自動油氣分離。氣體信號的轉換則是通過一種特制的復合色譜柱將混合氣體逐次分離然后依次接觸氣體檢測器，將氣體信號轉換為電壓信號，經過放大、濾波處理后由數據采集系統進行模數轉換、幅值分析、智能判斷和故障判定等。同時，檢測數據自動傳送到主計算機（上位機），進行長期分析和管理。

2.2 變壓器油中微水在線監測詳細設計

變壓器油中微水在線監測單元主要是通過在線監測變壓器油中微水含量和油溫來判斷變壓器故障的方法。本設計單元采用維薩拉公司生產的傳感器，該傳感器屬于高精度電容式傳感器，采用具有比較高穩定性的敏感探頭來檢測變壓器種水的含量，同時通過現場總線把變壓器現場檢測到的數據傳送到控制分析單元中，通過相關軟件對變壓器油中的水分進行檢測、測量和分析，通過分析來判斷是否會產生與此有關的隱患或者故障[5]。

2.3 變壓器油溫及負荷在線監測詳細設計

在設計實現變壓器油溫及負荷在線監測單元時需要用到溫度傳感器，在實驗設計中常用的溫度傳感器有熱敏電阻、熱電偶、溫度IC和鉑電阻（RTD）都等。本設計采用的溫度傳感器需要具有測量范圍大、成本較低、信號調理、無需供電等新能，因此通過比較，我們選擇了熱電偶來作為變壓器油溫及負荷在線監測單元的溫度傳感。

看出溫度脈沖轉換設備、熱電偶、負荷管理終端組成了溫度脈沖轉換器。熱電偶有兩個接點，分別是冷接點和熱接點。冷接點位于大氣中，而熱接點則緊緊貼變壓器的外殼，Tc為冷接點的溫度，TH為熱接點的溫度。在確定熱接點溫度之錢必須先要確定冷接點的溫度，而冷接點又位于大氣中，溫度難以保持恒定溫度，為了保證所測冷接點溫度的精確性，我們需要采用冷接點補償的方法來補償熱電偶輸出電壓，CL99C中集成了冷結點補償電路。

3 結束語

本論文設計實現了一款變壓器綜合在線監測系統，論文結合目前變壓器綜合在線監測的實際情況，分別從硬件和軟件方面對其進行了深入地描述，對再設計過程中采用的關鍵技術、重點和難點進行了詳細闡述，本論文首先闡述了選題的背景、意義、目的、以及變壓器綜合在線監測系統的發展史和發展趨勢，其次完成了從系統總體設計到變壓器綜合監測系統的詳細設計，接下來闡述了變壓器綜合監測系統安裝基本工藝，最后完成的軟件設計和系統測試，系統的測試結果滿足變壓器綜合監測系統的各項指標。

[1]畢強.用于變壓器油中多種溶解氣體在線監測的智能化傳感器研究[D].重慶大學，2004.

[2]周利軍.基于DGA技術的牽引變壓器在線監測系統研究[D].西南交通大學，2004.

[3]王宇成，丁秋水，馬威，等.《最新色譜分析檢測方法及應用技術實用手冊》[M].北京，化學工業出版社，2005.

TM764

A

1004-7344（2016）18-0255-01

2016-4-15

李雷（1987-），男，河南商丘人，初級，研究生，研究方向為電氣工程。