变压器综合在线监测系统宣传册-中文版

变电站综合监控系统介绍二零零八年十月目录系统概述 (4)变电站安全运行综合监控中心 (4)综合监控中心组成示意图 (4)系统简介 (5)系统结构图 (5)系统特点 (6)环境检测预警子系统 (7)主要功能 (7)系统结构示意图 (8)技术参数 (8)电力安全工具在线管理子系统 (9)主要功能 (9)系统结构示意图 (9)技术参数 (10)图像监测预警子系统 (11)主要特点 (11)系统结构示意图 (11)功能与指标 (12)门禁监测预警子系统 (13)系统特点 (13)系统结构示意图 (14)电缆温度监测预警子系统 (15)系统结构示意图 (15)系统功能与指标 (15)SF6 开关室环境在线监控子系统 (17)系统组成 (17)主要功能 (17)系统结构图 (18)系统概述变电站安全运行综合监控中心国家电网公司指出：确保电网安全稳定，是公司促进全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的重大政治任务，是公司落实科学发展观，加快发展、深化改革、强化管理的基本保证；是坚持以人为本，维护广大员工切身利益、建设和谐企业的必然要求。

因此，电网的安全运行不仅是电力企业的首要任务，更是建设和谐社会的基本保障。

传统的监控系统受技术发展的局限，只能进行现场监视，简单的报警信息传输，不能远距离传输视频信号，对于前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的稳定性和安全性，而对于电力等具有大量无人值守点的行业来说，远程、实时的监控是行业系统安全运作必备的前提条件。

变电站综合监控系统采用最新的计算机、通讯、图像处理等方面的技术，通过无线网络、宽带网络或其他网络可为实现电力环境监控、联网报警、远程情况处理及远程图像监控提供高效可行的解决方案，对无人值守变电站的运行管理将是一个新的里程碑，将全面提升变电站的安全管理水平，为全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会做出贡献。

综合监控中心的组成结构综合监控中心实时检测辖区内各变电站的安全运行情况，包括：实时环境：烟感、水浸、门碰、温度、湿度、红外、防盗器等；现场的智能设备：电缆测温、SF6检测、高压闭锁检测、避雷器检测、电缆测温等；现场的实时图像：现场图像的查看、控制、录像。

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查． (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测，获取反映变压器绝缘状况的关键参数，包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据，以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据，从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态，并对其绝缘状况做出分析、诊断。

系统实现自动运行及数据上网功能，对监测结果建立状态监测数据库，并进行数据管理、分析、统计、整合，为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。

1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。

为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信，需安装在该系统工控机附近；同时，系统需连接供电局局域网，以实现数据获取和上网功能。

1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写，使用操作系统为WindowsXP系统，数据库采用SQLServer2000 SP4。

2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信，获取与变压器相关数据，并整合录入数据库。

GＤ－30e变压器在线监视及诊断系统变电站、发电厂主设备在线监视及诊断系统整体解决方案ﻩ普瑞电力控制系统设备有限公司GDEPRI PoweｒCoｎtｒｏl Sysｔemｓ& Eｑuｉpmeｎts，ＬTDTEL: FAＸ:GD-30e变压器在线监视诊断系统1．系统概述1．１概述变电站、发电厂中的大型变压器、电抗器、高压断路器、电流/电压互感器、避雷器的事故预防和实现按运行状态检修,是现代电力企业改善电网的运行管理水平、优化运行管理机制、确保电网安全、稳定运行、提高电网经济效益所迫切需要解决的重大课题。

变压器在线监视和诊断技术，为实现这一目标提供了必要的技术手段,是现代电力企业改善服务、提高效益、强化竞争能力的技术保障。

普瑞电力控制系统设备有限公司引进美国通用电气（GE）公司的技术和产品，开发和集成了GＤ-30e变压器在线监视和诊断系统,为广大的电力企业提供了一套具有国际领先技术、高可靠性的、并具有实际运行经验的变压器在线监视和诊断的全面解决方案。

ＧD－30e变压器在线监视诊断系统，可应用于大中型变电站、水电站、发电厂、核电站中运行的变压器、高压电抗器、高压充油电缆等设备的在线监视和诊断。

通过扩展,ＧD-３0ｅ系统可以接入断路器、电流互感器、避雷器等主设备的在线监视传感器/装置，从而构成一个完整的变电站主设备在线监视和诊断系统。

ＧＤ-３0ｅ系统采用了国际上最新的油气、油水传感器技术,在线检测技术，以太网络和Intern ｅt/Web技术等现代技术，实现变压器的在线监视和诊断功能。

GD-３0e的数据存储,以太网络通信和Ｉｎtｅｒnｅt/Web浏览的功能使得电力企业的运行，维修和管理部门能够方便地共享变压器的数据，对变压器进行有效的监视和管理，为变压器实现状态检修提供必要的技术依据。

1．2GＤ-30ｅ的主要特点:●简单实用可靠的变压器油中气体监视GD-3０e选择不同的传感器实现4种混合气体（氢，一氧化碳，乙炔，乙烯),单独的乙炔和微水的测量，过量报警和历史记录。

变压器运行状态实时网络在线监控系统摘要变压器是电力运行系统中的重要组成部分，是钢铁企业正常生产的重要保证。

在实际生产使用中，变压器损坏烧毁的事故时有发生，其自身故障造成的损失，已不是传统意义的变压器价值本身，而是造成整个生产系统不能正常稳定运行，所以对变压器运行状态实时网络在线监控是非常有必要的。

关键词变压器；实时；监控0 引言变压器是构成电网不可或缺的一个设备，它对于任何工业的正常生产都是非常重要的，因此它的正常运行就显得尤为重要。

所以，变压器的运行状态检测一直是供电设备维护工作的重点。

现在，大多数生产现场的变压器检测工作全部靠人工点检，点检工作费时费力并且周期长，设备隐患不能及时被发现，不能有效保障变压器的安全运行，设备维护效果很不理想。

而且变压器容易出现故障，例如如果变压器压接线点松动氧化，将造成供电系统单相运行，烧坏低压用电设备造成更大损失；如果中性点氧化烧断，将造成中性点电位升高，烧坏所有220V 用电设备；如果变压器油泄漏，将造成变压器温度升高，如不能及时发现，将造成变压器线圈烧坏，从而导致生产系统停产，造成更大损失。

更为严重是有可能会进一步影响更广的工业电网，造成更大范围的供电事故，造成巨大的损失。

1 现状目前，变压器在钢铁行业电网构成中起重要作用，变压器在正常运行中，值班人员要定期对其进行仪表监视和定期外部检查，并把检查结果记录在运行日志中，所以日常维护量较大。

一般日常维护如下：1）监视仪表及抄表一般电力变压器都安装有电流表、电压表、频率表、油温表、功率因素表和电能表等监视、记录仪表，这些仪表反映变压器的运行状态，必须有专人经常地进行检查和记录，值班人员必须每班至少抄表两次。

2）巡回检查值班人员必须巡回检查，检查中要特别注意变压器有无异常气味、噪声、油温过高、漏油、放电等异常现象。

1）检查油温国产变压器在正常使用条件下，可以安全运行20年~25年。

为此规定，油浸式电力变压器上层油温在周围环境温度为40℃时不得超过95℃。

T-MAP 3100、T-MAP 2230变压器综合在线监测系统连续的状态监测，可以优化变压器性能，延长设备的寿命适用于所有的关键变压器实时数据的采集、分析和用户自定义方式的诊断可扩展的硬件模块化设计用户可利用配套的分析软件SAGE TM自行配置通过PC连接进行本地、远程参数的修改和数据的恢复局部放电的监测硬件（SCADA）报警和基于软件的报警自动报告、客户分析和图形化界面多台变压器监视能力装置的性能和资源的利用达到最大化T-MAP TM3100、T-MAP TM2230综合在线系统提供了广泛的监测和诊断能力。

该系统对于那些需要监视多种状态和面向性能的参数（包括声学、局部放电）是一个理想的解决方案。

基于已经现场验证的技术，此解决方案允许电力部门将变压器监测集成于综合检修管理策略中。

可以通过监视器或者远程计算机查看实时数据、报警信息和参数。

不仅是数据，更是决策依据通过基于Windows系统的SAGE TM分析软件，运行人员可按变压器实际要求设置T-MAP TM 3100、T-MAP TM 2230硬件。

T-MAP TM 3100、T-MAP TM 2230硬件使用最新的技术采集、分析和处理数据，评估设备的状态。

内置式微型机比较、计算和采集数据，产生可视化报警及报警信号，当数据值超过了设定值时立刻产生报警。

SAGE TM软件允许运行人员为装置各个部分自定义诊断算法。

通过结合传感器输入和采用统计处理，SAGE TM可以产生“虚拟传感器”，可以预测有载调压开关的触点磨损，静态电气老化和其它一些潜在的故障，当虚拟传感器的读数接近临界值时产生多级软件报警，发出需要维护的信号。

SAGE TM统计分析能力包括变化率和趋势分析。

运行人员通过该软件建立正常的运行模式，为装置的每一个部分建立一个标准评估程序。

SAGE TM作图法可以生成自定义的模拟图形、X-Y图形、历史图表、事件图表和周期图形，可立即给运行人员提供设备性能图。

TGM变压器在线监测系统中国总代理ICONTGM变压器在线监测系统概述德国TGM变压器在线监测系统是一种高可靠性的在线监测设备，可连续、实时、在线、自动监视变压器油中溶解故障气体的含量、氧气消耗量、气体饱和度和瓦斯气体增长率，通过故障诊断专家系统，对变压器故障进行自动诊断，它能及时反应变压器内部真实的状态和发现故障，对于避免事故的发生具有十分重要意义，为设备实现定期检修向状态检修过渡提供技术保证。

新的监控原理要求将溶解和非溶解的变压器气体进行在线分析，并将其相互补充用于评价变压器状况。

这一监控原理意味着性能上的显著提高。

依靠远程数据传送的帮助，在控制室可监视变压器故障气体的参数并可以进行状态诊断。

TGM是由硬件和软件组成的自动控制系统，它的功能有测量取样、变压器气体监控，以及数据通讯等。

其中，以微处理器为基础的传感器组和嵌入式PC模块都有应用。

变压器在线监测系统由数据采集器、数据处理器、应用软件及通讯电缆等组成。

系统在微处理器的控制下，进行气体的数据采集与处理、定量分析与故障诊断等分析流程，并定期进行自动校准。

TGM系统的气体监测采用了电化学原理。

溶解在变压器油中的故障特征气体经采集后，经电化学分析模块变换成电压信号，通讯模块将采集到的电压信号通过RS485上传给安装在控制室的监视计算机，根据数据进行定量分析，计算出各组分的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线监测。

TGM 变压器在线监测系统中国总代理 ICON采用变压器在线监测的必要性和可能性1、 大型变压器一般投资较多，变压器损坏带来直接损失较大。

2、 变压器是电力生产和电力输配系统中的重要的关键设备，变压器故障对于整个电力系统和社会经济生活影响巨大。

3、 实验室分析变压器油中故障气体成分存在周期性长，时间滞后等问题。

4、 如果仅取变压器油进行实验室分析，而不监测瓦斯继电器中气体增长率是不能及时监测快速发展的放电故障。

1.方案背景为尽量避免由各类老化引起的局放增加、油中气体成分变化、套管绝缘水平下降、接地电流变化等问题进一步扩大而导致事故发生，对变压器进行实时监测，获取反映运行状态的各种物理量，并进行分析处理、故障诊断已经成为预防事故的必要技术手段。

2.应用场景2.1.场景1下图所示为SE3000变压器油中溶解气体在线监测系统应用场景图，左图清晰地展示了SE3000的具体安装方式，装置通过两个阀门与变压器油箱连接以实现油循环。

图1SE3000变压器油色谱在线监测系统2.2.场景2图2所示即为TH3015变压器局部放电在线监测系统应用场景图，左图清晰地展示了局放监测系统的具体安装方式，装置传感器通过法兰盘与油箱连接。

图2TH3015变压器局放在线监测系统2.3.场景3图3所示即为TH3018铁芯接地电流在线监测系统应用场景图，左图清晰地展示了铁芯接地电流监测系统的具体安装方式，装置通过电流传感器采集接地电流。

图3TH3018铁芯接地电流在线监测系统3.方案实现3.1.概述变压器在线监测系统主要包括油中溶解气体在线监测、油中微水在线监测、套管绝缘在线监测(含环境温湿度监测)、局部放电在线监测、温度负荷在线监测等单元，实现对变压器油溶解气体，油中微水，局部放电，变压器铁芯和夹件电流，套管绝缘介损、电容值、泄漏电流值、温度负荷趋势、油温、油位、风扇状态、油泵状态等的在线监测功能。

此外，系统还包含故障判断模块、故障定性与定位模块、故障程度与发展趋势预测分析模块、故障危害性评估模块和维修策略模块。

变压器在线监测系统主要由监测功能组主IED，测量IED，冷却装置控制IED，OLTC控制IED，局部放电IED，绕组光纤测温IED，油中溶解气体IED，铁芯接地电流IED，非电量保护IED及合并单元IED等组成。

图4变压器在线监测系统典型配置图3.2.设计原则我司变压器监测系统根据《Q/GDW534-2010变电设备在线监测系统技术导则》、《Q/GDW535-2010变电设备在线监测装置通用技术规范》和《Q/GDW536-2010变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》设计而成。

变电站变压器在线监测系统发布时间：2022-06-30T07:38:33.460Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：李博为[导读] 在线监测系统作为智能电网当前及未来发展的重点方向，对电网建设与运行具有重要的影响和作用。

利用在线监测系统对电网中的变电站变压器运行状态进行实时监测，对出现的故障进行定位、诊断与分析，不仅可以大大降低故障对变电站变压器的影响，而且可以显著提高整个电网运行效率与可靠性。

所以在信息化时代下，设计与应用变电站变压器在线监测系统非常重要。

国网福建省电力有限公司超高压分公司福建福州 350013摘要：在线监测系统作为智能电网当前及未来发展的重点方向，对电网建设与运行具有重要的影响和作用。

利用在线监测系统对电网中的变电站变压器运行状态进行实时监测，对出现的故障进行定位、诊断与分析，不仅可以大大降低故障对变电站变压器的影响，而且可以显著提高整个电网运行效率与可靠性。

所以在信息化时代下，设计与应用变电站变压器在线监测系统非常重要。

关键词：变电站；变压器；在线监测系统；设计一、在线监测技术应用现状在线监测系统，是指利用现代传感技术、计算机技术、信息技术、网络技术、定位技术等多种科学技术，共同研发而成的辅助运行系统。

它具有故障识别与诊断、报警、追踪定位等多种功能，在电网中的运用可以实现对各电气设备运行状态的实时监测，从而保证电气设备正常运行。

目前，由于使用对象不同、技术支持水平不同，用户要求各异等原因，使得在线监测系统大小、开发标准、功能范围等尚无统一界定，也没有建立起统一的标准。

虽然在线监测系统在现代电网的变电站变压器中得到了广泛的应用，但随着状态检修的逐渐深入，一些问题开始逐渐暴露出来，如抗电磁干扰性较弱、稳定性较差等。

这意味着现有在线监测系统的设计还需要不断的改进与完善，所以对变电站变压器在线监测系统的设计与应用进行研究十分必要。

二、变电站变压器在线监测系统的设计2.1系统总体方案设计在现有变电站变压器在线监测系统如JPOWER2000系统中，传感器、间隔层、站控层、现场处理终端等是大多数在线监测系统所具有的几个重要组成部分。

第5期2024年3月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.5March,2024作者简介:郑月阳(2002 ),男,本科生;研究方向:电气自动化㊂变电站及其变压器在线状态监测系统郑月阳(攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花617000)摘要:变电站及其变压器在线状态监测系统的出现,为电力设备的运维管理提供了一种先进㊁高效的解决方案㊂文章提出了变电站及变压器在线状态监测系统(Onling Condition Monitoring System ,OCMS ),该系统有助于用预测性维护取代变压器的预防性维护㊂OCMS 是一种成本效益高㊁在线且准确的工具㊂通过实验结果分析,对所提出的系统效果进行了评价㊂OCMS 适用于正常或异常故障的变压器,如通过溶解气体分析检测到的异常故障㊂因此,OCMS 与市场上用于变压器状态监测的其他健康指数算法不同,性能更优异㊂关键词:变电站及变压器;在线状态监测;成本效益;准确性中图分类号:TM407㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀变电站及其变压器在线状态监测系统是一种基于现代信息技术和通信技术的综合应用系统㊂它通过安装传感器和监测设备对变电站及变压器进行实时监测,实现对变电站及变压器的运行状态㊁温度㊁振动㊁绝缘状态等参数的在线监测与分析,以帮助运维人员对电力设备的状态进行及时评估和故障预测,最大程度地提高变电站及变压器的安全性和可靠性㊂变电站及其变压器作为电力系统的重要组成部分,虽然承担着输变电任务和电能转换等重要功能,但是存在运行环境复杂㊁负荷变化大㊁工作时间长等特点,很容易出现故障或性能下降的情况㊂而传统的巡检方式往往无法对变电站及变压器做到全面㊁实时的监测,需要长时间停电和烦琐检修才能发现问题[1-2]㊂本文介绍了一种用于确定变电站及其变压器健康指数(Health Index,HI)的OCMS㊂OCMS 对配电网中连接的所有类型的变压器都适用,工作人员可以在偏远地区操作无人值守变电站㊂变压器工况数据以短消息业务的形式接收,并存储在计算机服务器上,维护成本大大降低㊂实时监测和预测能够最大程度地提高变电站及变压器的安全性和可靠性,保障电力系统的稳定运行㊂1㊀在线监测参数1.1㊀电压不平衡及谐波产生的热量㊀㊀电压不平衡的原因包括三相输配电线路的阻抗不相等,单相负载㊁相间负载和不平衡三相负载的分布不均匀㊂系统中出现的不平衡电压水平可以通过使用标准定义来指定,如式(1)所示㊂U v =λmax (U ab ,U bc ,U ca )/ε(U ab ,U bc ,U ca )(1)其中,λmax 为最大偏差;ε为线电压U ab ㊁U bc 和U ca 的平均值㊂电压中的不平衡及谐波会导致电流的不平衡与失真,造成铁心㊁铜心和涡流损耗增加㊂此类损耗是以热量的形式产生,使变压器的绝缘性能恶化㊂因此,电压不平衡被认为是评估变压器健康状况的参数之一,它表示为:HI =f (U v )(2)行业标准对变压器中发生的损耗进行了分类,此类损失的表达式如式(3)所示㊂P L =I 21R+P eL +P cL +P sL (3)其中,R 为直流绕组电阻;I 1为流过绕组的电流;I 21R 为绕组的损耗功率;P eL 为绕组涡流损耗;P cL 为核心损耗;P sL 为杂散损耗㊂过载条件下,正常额定电流I 1超过额定值,导致损耗增加㊂任何非正弦负载电流引起的绕组涡流损耗计算式如式(4)所示㊂P eY=P eL ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2h 2(4)其中,h 为谐波的阶数;I h 为由第h 次谐波引起的电流㊂Y 表示由非正弦负载和电源不平衡引起的异常情况㊂连接负载的功率因数也与功率损耗有关㊂低功率因数会导致电压调节过度,如式(5)所示㊂ΔU =I 1(R cos φ+X sin φ)(5)其中,R 和X 分别为变压器每相的电阻和电抗;cos φ为功率因数㊂因此,较低的功率因数增加了损耗并降低了效率㊂损耗的增加导致产生的热量增加,从而导致绕组和油温变化㊂非线性负载引起谐波及功率损耗,因此,在非正弦负载和不平衡电压供应条件下的总损耗(P Y )被视为异常损耗,并表示为公式(6)㊂P Y =R ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2+P eL ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2h 2+P cY +P sY (6)从式(4) (6)可以看出,流经变压器的电流㊁功率因数和谐波含量是造成功率损耗的重要原因㊂这种功率损耗增加了变压器中的热量,影响了变压器的正常使用㊂因此,这些具有谐波含量和对应于特定负载cos φ的负载电流可用于评估变压器健康状况,表示为公式(7)㊂HI =f 2(I h ,cos φ)(7)1.2㊀效率偏差及健康指数㊀㊀电子式电能表(Electronic Energy Meter,EEM)是一种多功能电能表,连接到变电站变压器的高压侧和低压侧,可以监测电气参数,如电压㊁电流㊁功率㊁功率因数㊁每相的谐波含量和累计谐波含量㊂因此,变电站变压器的效率由EEM 测量的低压侧功率P LV 与高压侧功率P HV 的比值来确定,功率表达式如下㊂k =P LV P HV(8)特定负载条件下的效率偏差,即k 0=k 1-k 2,表明损耗变化可被视为变压器HI 评估的参数,表示为公式(9)㊂HI =f 3(k 0)(9)绕组温度指示器广泛应用于电力企业,旨在模拟绕组最热部分的热行为㊂电力变压器的负载能力主要受绕组温度的限制,绕组温度传感器固定在变电站变压器上,提供有关变压器负载和绝缘退化动态评估的信息㊂因此,绕组温度(t w )被认为是评估变压器寿命的参数之一,表示为公式(10)㊂HI =f 4(t w )(10)1.3㊀HI 计算㊀㊀据研究,35%的变压器故障是由老化和过载引起的㊂老化效应被认为是变压器使用年限和变压器负载历史的综合效应,称为脱机参数㊂李军浩等[3-5]研究了关于25%故障的类似观察结果,老化和其他因素对故障的影响率小于28%㊂本文运用脱机参数来计算变压器的整体HI ㊂此外,试验现场数据表明,29.45%的变压器故障是由脱机参数引起的,它通常代表OCMS 连接到变压器之前的变压器历史状态㊂将脱机参数与在线参数相结合分析有助于计算可靠的HI ㊂每个参数的权重分配基于现场观测㊂不同的站点可能有不同的维护间隔和政策,导致有不同的HI ㊂由于脱机参数的贡献为25%~35%,本文设定脱机参数30%的权重,为在线参数设定了70%的权重㊂因此,变压器的整体HI 表示为公式(11)㊂HI =0.3HI OFP +0.7HI ONP (11)上式HI 值从 良好 到 非常差 进行分组,通过这种方式的HI 用于判断变电站或厂用变压器的状况㊂由设计缺陷导致的变压器故障也是变压器故障的一个原因㊂本研究考虑的在线参数包括所有情况,这些参数反映了由变压器设计问题而对异常故障产生的影响㊂本研究提出的算法考虑了此种情况㊂2　实验结果与分析2.1㊀正常情况㊀㊀本文在实验室中通过创建正常和异常条件,测试了所提出的OCMS,用于HI 计算的方法㊂变压器上的负载在单位功率因数下保持在50%㊂电压由三相自耦变压器调节为220V,即电压不平衡为0㊂储油柜中的油位约为42%㊂当环境温度为30.1ħ时,顶部油温为40.1ħ,且规定负载循环的效率偏差小于0.21%㊂图1显示了不同时间段的实验结果,图1(a)表示输出功率波形(瞬时);图1(b)表示功率输入和输出(平均值);图1(c)表示效率;图1(d)表示不同负载下的顶部油温㊂OCMS 每隔5min 对每个参数的数据进行采样㊂此后30min 即对6个样本进行采样,取这些样本的平均值,为平均样本选择分数和权重㊂对这些数据进行处理并计算变压器的HI ㊂对于这种正常情况,OCMS 计算的HI 为100%㊂图1㊀正常状态实验结果2.2㊀异常情况㊀㊀本文实验创建了异常条件,测试了所提出的用于HI 计算的OCMS㊂产生的异常情况有:电源电压不平衡㊁变压器负载百分比上升到额定值以上㊁功率因数低以及油位下降㊂在其中一种情况下,电压不平衡为6.7%,负载和油位保持正常,在此过电压条件下,电流增加到10.93A㊂顶部油温略有上升,达到42.4ħ㊂此外,规定负载循环的效率偏差小于0.006p.u.,参数的得分和权重发生了变化,OCMS 计算的变压器HI 为94.4%㊂变压器不过载实验中,认为如果变压器超过90%的负载条件,则将其视为过载条件㊂电源电压不平衡保持在其公差范围内,油位保持与正常条件下相同,即50%㊂逐渐地,负载从0增加到110%,因此在过载条件下,油温上升到55.7ħ㊂对于这个定义的负载循环,效率的偏差为0.98%㊂HI也随着负载的变化而变化,对于过载条件,计算HI为86.11%㊂储油柜中的油位以10%的步长从50%逐渐降低到0㊂在此期间,变压器的供电电压保持在220V,负载为40%,可以观察到,随着冷却剂的逐渐减少,顶部油温已升高至40.9ħ,如图2所示,图2(a)表示顶部油温和油位,图2(b)表示油位和效率㊂当储油柜中有2%的油时,效率偏差为0.37%,在此情况下获得的HI为87.5%㊂实验是在这些异常条件的组合下进行的㊂HI随着异常的增加而逐渐降低㊂对于在线参数的连续监测可提供有关干扰和故障的信息,如油位降低㊁过载㊁电压差㊁功率因数差㊁断路状况等㊂3　结语㊀㊀本文基于脱机参数和在线参数的组合应用研究了变压器HI检测系统的开发与实现㊂利用该技术,可以分析变压器的油位㊁油温㊁电压不平衡损耗㊁功率因数㊁谐波电流等情况,计算变压器的在线HI㊂在出现异常情况时,系统将信息传达给现场人员㊂当与其他现有的保护和控制技术相结合使用时,可以实现有效的优先状态监测㊁控制和保护㊂为了分析性能,本文使用三相变压器进行验证,测试结果证明了所提出系统的有效性㊂系统利用现有的仪表传感器和通信网络,OCMS的开发成本约为变压器成本的2%㊂因此,本文开发的系统有助于变压器的预测性维护㊂实施变电站及其变压器在线状态监测系统可能需要投入一定的成本,包括设备采购㊁系统集成和数据㊀㊀图2㊀异常条件实验结果分析等㊂然而,通过减少维修成本和提高设备可靠性,这种投资可以获得长期收益㊂变电站及其变压器在线状态监测系统可以提供预警功能,预测可能出现的故障并提前采取措施,有助于提高设备的可靠性和安全性㊂参考文献[1]宋斌.基于油中溶解气体分析的变压器故障诊断方法的研究[D].武汉:武汉大学,2003.[2]张深逢.变压器状态监测与异常诊断系统的开发应用[D].河南:华北水利水电大学,2014.[3]李军浩,韩旭涛,刘泽辉,等.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压技术,2015(8):2583-2601. [4]樊皓,李航,王国锋.变压器运行过程综合误差数学模型[J].河南科技大学学报(自然科学版),2013 (1):16-20.[5]张庆,周璠,华成,等.基于信息模型的变压器可靠性系统构建[J].计算机工程,2012(13):224-227.(编辑㊀王雪芬)Online status monitoring system for substations and their transformersZheng YueyangElectrical and Information Engineering School Panzhihua University Panzhihua617000 ChinaAbstract The emergence of online status monitoring systems for substations and their transformers provides an advanced and efficient solution for the operation and maintenance management of power equipment.This article proposes an online condition monitoring system OCMS for substations and transformers which helps to replace preventive maintenance of transformers with predictive maintenance.The designed OCMS is a cost-effective online and accurate tool.The proposed system results were evaluated through experimental analysis.The designed OCMS is suitable for transformers with normal or abnormal faults such as abnormal faults detected through dissolved gas analysis.Therefore it is very different from other health index algorithms used for transformer condition monitoring in the market and has better performance.Key words substations and transformers online status monitoring cost effectiveness accuracy。

变压器局部放电及铁心故障在线监测系统一、研制目的和意义1.研制目的本项目在现有局部放电在线监测技术的基础上，开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统，实现对变压器绝缘及铁心接地状况的有效监测和故障诊断，以确保变压器的安全稳定运行。

2.研制意义电力变压器是电力系统中的最为重要的电气设备之一，它的运行状况直接关系到电力系统安全经济运行，变压器发生故障将导致大面积停电，致使国民经济遭到重大损失。

由于变压器内部的局部放电是造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因，测量变压器的局部放电可有效监测变压器的绝缘状况。

电力变压器正常运行时，铁芯必须一点可靠接地。

当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点就会形成闭合回路，造成环流，引起局部过热，导致油分解，绝缘性能下降，严重时，会使铁芯硅钢片烧坏，造成主变重大事故，严重威胁变压器的安全运行。

因此在线监测铁芯接地情况，对于变压器的安全运行具有十分重要的意义。

二、研究目标开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统，实现对变压器内部绝缘局部放电和铁芯多点接地故障的监测与诊断。

监测系统给出局放视在放电量、放电频度、放电故障类型放电点位置及铁心接地状况，监测系统灵敏度为200pC，当时视在放电量为500pC时报警；局放定位误差20cm。

三、研究内容及关键技术本项目是在原有变压器局部放电在线监测技术的基础上，进一步优化在线监测系统，提高监测灵敏度、抗干扰性能、局放定位精度及故障智能诊断能力。

其主要研究内容：1、变压器局部放电脉冲电流—超声波在线监测技术；2、局放脉冲电流传感器、超声波传感器及铁心接地电流互感器的选型与研制；3、现场DSP信号预处理技术；4、基于数字滤波、小波分析、混沌控制技术的软件抗干扰技术；5、多路信号超高速、宽频带同步采样系统及光信号传输技术；6、局部放电源点定位技术；7、变压器局部放电视在放电量与放电频度的变化报警阈值的设定；8、大容量数据存储、查询、特征量变化趋势曲线、显示及报警；9、铁芯多点接地故障判定技术；10、基于信息融合技术的变压器故障分析及诊断。

变压器综合在线监测系统（变压器油中溶解气体（可选微水）、变压器套管、氧化锌避雷器、SCADA工作站和WEB服务器）变压器油中溶解气体（可选微水）在线监测系统一、功能✧定期监测氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔及总烃、总可燃气体含量（可选微水含量），并实时分析、诊断变压器的工作状态及故障类型✧系统具备自校准系统，采用标准样气，定期进行校准，保证监测的准确性和可追溯性✧完善的三比值法、电协研法和大卫三角形法等对变压器运行状况进行综合判断✧远程变压器油状态多专家协助分析机制二、特色✧自动定期标定技术，保证设备检测精度的一致性和可靠性✧引入先进稳定的气体传感器，C2H2的最小分辨率为0.1μL/L，为变压器油色谱分析工作提供了有力保障✧油路循环系统采用世界顶级美国SWAGELOK配件，保证了整个系统的可靠性三、参数变压器套管在线监测系统一、功能：✧定时监测并分析高压套管的介质损耗和等效电容量和趋势✧定时监测环境温度、湿度及变化趋势，并对监测结果的环境误差进行修正✧越限和区域报警功能二、特色：✧传感器安装不改变原有电力设备的接线模式，监测系统和一次系统只有磁耦合，无电连接。

不会给一次系统带来任何干扰和影响✧独特的系统自校准功能，测量周期内主动校准硬件电路的老化和温度的变化带来的误差✧多路PT信号采集，适应于各类复杂电网络结构。

PT取样与CT取样采用同样的取样模式，抵消了前端取样带来的误差✧传感器磁芯使用新型磁性材料，电流传输比和相移的变化均小于万分之五，而且长时间运行稳定性好，性能优异三、参数：氧化锌避雷器在线监测系统一、功能：✧定时监测氧化锌避雷器(MOA)的泄漏电流和阻性电流✧定时监测环境温度湿度及变化情况，并修正环境带来的误差✧越限和区域报警功能二、特色：✧传感器安装不改变原有电力设备的接线模式，监测系统和一次系统只有磁耦合，无电连接。

同时也不改变原避雷器的任何接线及运行方式✧多种规格的小电流传感器可供选择，满足现场不同避雷器的测试需求，能充分保证监测的精度和线性度✧采样回路采用了特有的高频阻尼器件。

大型电力变压器综合在线监测系统
李维
【期刊名称】《电力系统装备》
【年(卷),期】2003(000)010
【摘要】@@ 天威新域科技发展有限公司开发的大型电力变压器综合在线监测系统将多种监测装置综合在一起,实现了变压器运行状态的综合数据分析和处理,为大型电力变压器等高压电气设备的长期安全运行提供可靠保障.
【总页数】2页(P48-49)
【作者】李维
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.大型电力变压器局部放电在线监测系统的研制 [J], 周晓霞;黎文安;文武
2.大型电气设备综合在线监测系统的网络化 [J], 刘正超;赵伟
3.大型电力变压器色谱在线监测系统应用与分析 [J], 李智
4.大型电力变压器油色谱在线监测系统及其应用 [J], 崔雪梅;张小平
5.基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监测系统 [J], 吴斌; 沈正华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

电力技术交流NO.29, 2014 (Serial No.324)大型输变电设备的故障不仅会因自身维修而带来经济损失，而且会造成停电等事故，引起更大的损失。

以往一直采用定期预防性试验、故障后维修策略，[1]存在着不能及时准确发现故障等缺点，而状态检测、预测性维修可弥补这些缺点，状态检修的维修时间是根据设备的历史状态和在线监测数据而加以确定的，[2]所以它是建立在大型电力设备的在线监测基础之上的。

美国、日本等国外许多电力公司从20世纪70年代就开始研究并推广应用变电设备绝缘在线监测技术，并将在线监测数据作为评判设备状态的重要依据，为状态检修提供指导。

[3]例如美国电力科学研究院（EPRI）开展的一些状态检修工作中有统一的软件监测平台进行设备的运行状态管理。

国内从20世纪80年代开始，一些高校和研究机构开始进行在线监测技术的研究，并得到了迅速发展。

[4]在近几年召开的国际高电压技术学会（ISH）及亚洲绝缘诊断会（ACEID）上，有关电气设备绝缘在线监测与状态检修方面的论文占有相当大比例。

[5]从国内外进行在线监测、开展状态检修的情况来看，今后的技术发展趋势是：多功能和多参数的综合监测与诊断，变电站设备的集中监测，提高监测系统的灵敏度和可靠性，建立专家系统以实现绝缘诊断的自动化。

[1]另外，设备采用统一的数据格式和接口，诊断结果可以方便地被上位机系统或者信通中心调度系统读取，以适应智能电网技术发展的需要。

因此，为了推动在线监测和状态维修技术的发展，又考虑到变压器是电力系统中非常重要的电力设备，本项目基于变压器的局部放电、铁芯接地电流和套管介质损耗的测量，建立了一套设备状态监测和评估系统。

一、系统总体设计随着信息和计算机网络技术的发展，在以往单机监测诊断系统和分布式监测与故障诊断系统基础上，设备远程监测与分析系统的研究受到了国内外研究者的密切关注和重视，[6]国家电网公司相关导则也就此提出了建议性通讯规约方案。

GD-30e变压器1．1．1是现变压器在线技术等1．2GD-30e的主要特点：●简单实用可靠的变压器油中气体监视GD-30e选择不同的传感器实现4种混合气体（氢，一氧化碳，乙炔，乙烯），单独的乙炔和微水的测量，过量报警和历史记录。

●无需停电的户外安装和运行GD-30e的传感器安装在主设备变压器上。

图形通信控制器安装在户外或户内的控制屏上，变压器和变电站无须停电即可完成全部安装工作。

设备运行温度范围为-40℃ +70℃。

●高可靠性和安全性GD-30e所用设备的平均无故障间隔时间（MIBF）≥50000小时，设备及输入输出端口具有强抗过电压冲击和磁场干扰的能力。

●以太网和Internet/Web技术GD-30e以GD8图形显示和通信控制器10/100Base-T/FL以太网为基本网架，配置TCP/IP/DNP,IEC870-5-104等通信协议，INTERNET/WEB浏览工具和FTP文件服务器引擎、实现系统的连接和资源共享。

●就地的图形显示和数据存储功能GD-30e的GD8图形显示和通信控制器可以将传感器的数据和报警按要求存储在FLASH的存储卡上，并在彩色的TFT显示器上显示实时和历史数据，曲线和报警等。

●与变电站控制系统和调度自动化系统的联接GD-30e完备的通信协议库可以方便地与变电站控制系统和调度自动化系统进行互连、实现数据和功能的资源共享。

●成熟的产品GD-30e所选用的传感器，已在世界上1000多个电力公司有30e000多套的运行经验，其故障气体监测的方1．3●●提高设●●2．2.1●●通过●2．2GD8●处理器及接口模块IntelXscale255400MHzCPU64MBRAM存储器32MBFlash存储器2*10/100MB以太网接口2*RS232/485通信接口1*USB接口1*CF卡接口1个GPS时钟接收器（选件）8路数字量输入（选件）8路控制继电器接点输出（选件）8路模拟量输入（选件）彩色LCD接口控制器●显示器6英寸TFTLCD，640*480分辨率256彩色显示器●触摸屏（选件）与6寸LCD彩色显示器配套的触摸控制屏●操作面板薄膜键盘操作面板，合/分，就地/远方，执行，等10个操作键●电源和机箱屏幕操作控，IEEE等有3．3．1●变压器油中气体测量功能：可以实时测量油中的氢（H）、一氧化碳（CO）、乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）的混合气体含量，测量范围为0—2000PPM，相对灵敏度H2=100%，CO≌15%，C2H2≌8%，C2H4≌10%。

TCDS变压器在线监测系统技术规范TCDS变压器综合监测与专家诊断系统技术规范⼀.系统概述TCDS变压器综合监测与专家诊断系统是⼀套针对110kV及以上电压等级的变压器在线监测与诊断的完整解决⽅案，适⽤于110kV及以上电压等级的电⼒变压器、套管等⾼压电器设备的运⾏状态监测与诊断。

该系统采⽤分布式结构、就地测量、数字传输。

只需在被监测设备上安装智能化的本地监测单元，即可实施就地测量，并通过现场RS485通信把监测数据传送到中央监控器（CU，主机），中央监控器再通过RS485总线与局域⽹相连。

⽤户（PC机）利⽤局域⽹可随时获取监测数据和诊断结果。

在软件架构⽅⾯，采⽤模型-视图-控制器模式（MVC）设计，成功开发出了⼀套针对油浸式变压器运⾏状态的⾃动智能诊断与⼈⼯⼲预诊断（专家诊断）相互验证的诊断系统。

系统实现数据显⽰、故障预警、故障诊断功能。

监测缺陷发展趋势，揭⽰故障本质，提供措施建议。

该系统对于存在异常征兆的变压器做到早发现、早分析、早诊断、早处理，避免事故发⽣，从⽽提⾼电⼒设备的运⾏可靠性与安全性。

⼆.系统组成及原理1.系统组成本系统由下列监测单元组成：1)变压器铁芯接地电流监测装置；2)变压器套管介损tanδ、电容电流及电容量监测装置；3)变压器综合监测单元（含变压器负荷、分接开关、风机、油泵）；4)变压器局部放电在线监测装置；5)变压器油⾊谱在线监测装置；6)环境监测装置；7)智能柜柜体（含⼯控机、空调）。

2. 系统测量单元接线系统图套管母线PT套管母线PT套管母线PT三.系统基本使⽤条件3.1.使⽤环境1)⼯作环境温度：-30℃～＋65℃；存环境温度-40℃～＋80℃相对湿度：⽇平均最⼤相对湿度为95％；2)⼤⽓压⼒：80kPa～110kPa（相对于海拔⾼度为2km及以下）；3)太阳辐射强度为0.1w⁄cm2。

4)污秽等级为III级。

5)风速 35m/s6)耐受地震能⼒（⽔平加速度）⼤于0.5g7)海拔⾼度≤2000m3.2.⼯作电源1)交流电压：AC220V（±15%）；2)交流频率：50Hz（±5%）；3)谐波含量：<5%。