电力变压器绝缘在线监测研究状况
在线监测实验报告
电力设备在线监测与故障诊断综合试验报告一．前言本课程做了四次试验，分别为：套管、变压器的绝缘预防性试验、避雷器绝缘预防性试验、局部放电在线监测、利用红外照相机观测变电站发热情况。
其中前两次为设备的状态检测，是离线进行的，根据规程，对设备绝缘电阻，介质损耗tgδ等参数进行测量，通过数据分析试验设备的绝缘状况。
操作性较强，但设备和时间有限，只能完成绝缘预防性试验的部分内容。
后两次试验为设备的在线监测。
利用到先进仪器在线观测设备的局放、发热等情况。
其中局放试验为演示实验。
主要为了了解观测方法，试验的设计思路和大致原理。
绝缘预防性试验主要根据规程为“电力设备预防性试验规程”DL/T 596—1996，以下简称规程。
二．套管、变压器离线状态绝缘预防性试验本次绝缘预防性试验主要测量了套管和变压器离线状态下的绝缘电阻和吸收比、以及介质损失角tgδ。
测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简单的辅助办法。
电气设备有休止状态转为运行状态前，或者在进行绝缘耐压试验前，必须进行绝缘电阻，以确定设备有无受潮或绝缘异常。
测量介质损失角tgδ可有效的发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有赃物或劣化等缺陷。
1．套管的绝缘预防性试验套管属于电容型绝缘结构的设备，特点是高压端对地有较大的等值电容。
对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的测量，可发现绝缘缺陷。
反映介电特性的参数有介质损耗角正切tgδ、电容值C和电流值I对于变压器高压端出线的套管，规程规定的前两项即为绝缘电阻的测量和tgδ的测量。
由于试验设备的限制，选择这两项进行测量。
本试验采用的套管为126kV，油纸绝缘套管。
1.1套管的绝缘电阻测定按照规程规定，如图所示连线。
图1 测套管主绝缘对地绝缘电阻接线图测定其绝缘电阻，发现其绝缘电阻为5000MΩ小于规程规定值。
考虑到测量方法，由于套管长时间放置于户外，便面有很多灰尘，固有表面泄漏电流影响，要测得准确的绝缘电阻，可以有两种方法，即一为没有装设屏蔽线以短路掉表面泄露电流，另一种方法为将套管表面清洁干净。
电气设备的绝缘在线监测与状态维修
电气设备的绝缘在线监测与状态维修随着工业自动化水平的不断提高，电气设备在生产中所占的比重也越来越大。
由于电气设备在长时间运行中所受到的环境、温度、湿度等因素的影响，设备的绝缘状态可能会出现问题，而绝缘状态不良则会导致设备的故障甚至损坏，给生产带来严重后果。
对电气设备的绝缘状态进行在线监测及状态维修显得尤为重要。
一、绝缘在线监测的意义电气设备的绝缘状态直接关系到设备的运行安全和稳定性。
绝缘状态不佳容易导致设备的漏电、击穿、绝缘老化等问题，进而引发设备故障。
而通过绝缘在线监测，可以及时发现设备的绝缘状态异常，从而及时采取措施进行修复或更换绝缘材料，避免可能引发的设备故障。
通过绝缘在线监测还可以及时了解设备的运行状态，提前发现潜在的问题，为设备的维护和日常管理提供数据支持。
绝缘在线监测对于保障设备的正常运行以及延长设备的使用寿命都具有重要的意义。
绝缘在线监测可以通过多种方法实现，比较常见的有局部放电监测、绝缘电阻测试、红外热像技术等。
1.局部放电监测局部放电是绝缘材料中部分位置发生的放电现象，是绝缘老化和劣化的重要标志之一。
通过局部放电监测设备可以实时监测设备中是否存在局部放电现象，及时发现绝缘状态不佳，从而进行及时修复或更换绝缘材料。
这种方法适用于各种高压设备的绝缘状态监测。
2.绝缘电阻测试绝缘电阻测试是通过测量绝缘电阻值来判断绝缘状态的好坏。
当绝缘电阻值低于一定数值时，表示绝缘状态不佳，存在泄漏电流或绝缘受潮等问题。
通过绝缘电阻测试可以及时发现绝缘状态不佳的设备，并及时进行维修，以避免可能的故障发生。
3.红外热像技术红外热像技术是通过检测设备表面的温度分布来判断设备的运行状态。
通常情况下，设备绝缘状态不佳会导致局部温度升高，通过红外热像技术可以及时发现这些异常的温度分布，从而发现绝缘状态不佳的设备并及时进行维修。
以上这些技术可以单独使用，也可以结合使用，以更全面地监测设备的绝缘状态，为设备的维修提供更准确的数据支持。
电力变压器在线监测与故障诊断
PART THREE
基于信号处理的方法：利用信号处理技术，提取故障特征并进行分类。 基于知识的方法：利用专家系统、模糊逻辑等知识库技术进行故障诊断。
基于模型的方法：建立电力变压器数学模型，通过模型参数的变化进行故障诊断。
基于人工智能的方法：利用神经网络、深度学习等技术进行故障诊断。
原理：通过分析变压器油中溶解气 体的成分和浓度来判断变压器的故 障类型和严重程度。
干扰因素多：电力变压器运行环境复杂，存在多种干扰因素，对在线监测设备的稳定性和准 确性造成影响。
设备老化和维护问题：电力变压器设备老化、维护不当等问题，导致在线监测设备易出现故 障，影响监测效果。
数据分析难度大：电力变压器产生的数据量庞大，准确分析这些数据对技术和算法要求极高， 目前还存在一定难度。
PART FOUR
应用场景：介绍电力变压器 在线监测与故障诊断的应用 领域，如电力系统、石油化 工等。
案例概述：列举几个电力变 压器在线监测与故障诊断的 典型案例，包括监测方案、 故障诊断方法、实施效果等。
应用背景：介绍油中溶解气体监测在电力变压器在线监测中的重要地位和作用。
监测原理：简述油中溶解气体的产生机理和监测方法。
案例背景：某变电站主变压器出现异常振动，需要进行在线监测与故障诊断。
监测方案：采用振动分析技术，对变压器的振动信号进行实时采集和分析。 故障诊断：通过分析振动信号，诊断出变压器存在局部放电故障。 处理措施：及时停运变压器，进行维修和更换部件，确保设备正常运行。
PART FIVE
监测技术不成熟：目前电力变压器在线监测技术尚未完全成熟，无法准确判断所有故障。
优点：能够早期发现变压器内部的 潜在故障。
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变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析变电站是供电系统的重要组成部分，其正常运行对电网的稳定运行和电力供应具有至关重要的作用。
在变电站中，高压电气设备是电力系统的核心部件，其绝缘状态的良好与否直接关系到设备的安全稳定运行。
而随着科技的发展，传统的绝缘状态监测手段已不再适应现代电力系统的要求，因此需要引入更先进的在线监测技术来实现绝缘状态的全面可视化监测。
本文将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析，以期为变电站绝缘状态监测提供新的思路和方法。
一、高压电气设备绝缘状态的重要性在变电站中，高压电气设备通常由变压器、断路器、隔离开关、电缆等组成，其正常运行与绝缘状态密切相关。
绝缘状态的良好与否关系到设备的安全稳定运行，同时也对电网的安全稳定运行具有重要影响。
传统的绝缘状态监测手段主要包括局部放电检测、绝缘电阻测试、绝缘介质介损测试等方法，这些方法虽然可以发现绝缘状态存在的问题，但是监测范围狭窄，监测手段单一，往往不能对绝缘状态进行全面、准确的监测。
而且这些方法通常需要停电检修，给电网运行带来不便。
发展高压电气设备绝缘在线监测技术，实现设备绝缘状态的全面可视化监测，成为解决现有绝缘状态监测手段存在问题的重要途径。
接下来，我们将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析。
二、绝缘在线监测技术的现状分析目前，国内外在高压电气设备绝缘在线监测技术方面已经取得了一定的进展。
局部放电监测、在线绝缘电阻监测、红外热像监测、超声波监测等技术已经成为绝缘在线监测的常用手段。
1. 局部放电监测技术局部放电是高压电气设备绝缘老化、损伤等问题的普遍表现，因此局部放电监测技术被广泛应用于绝缘状态监测。
该技术通过监测局部放电信号的特征来判断绝缘状态的良好与否。
由于局部放电信号的特点复杂多变，需要高精度的设备和专业的人员进行分析，因此局部放电监测技术在实际应用中存在一定的局限性。
2. 在线绝缘电阻监测技术在线绝缘电阻监测技术是通过在设备绝缘表面布置绝缘电阻测试仪，实现对设备绝缘电阻的实时监测。
电力设备在线监测的现状与发展分析
实践证明：由于灵敏度低和现场抗干扰能力差的原因，脉冲电流检测法主要用于GIS制造厂家的实验室局放试验和现场的验收试验，不适用于GIS 在线局放的监测。
由于超声波在GIS中的传播复杂，故在故障监测上很难做到定量判断，可作为一种辅助的测量方法。超声波监测法主要用于定位监测。
5.超高频法
采用超高频（Ultra High-Frequency，UHF）法检测GIS 中的局部放电是20世纪80年代初期由英国中央电力局（Central Electricity Generating Board，CEGB）提出，并应用于英国Torness 420kV GIS 的检测。Torness 电站的多年运行经验验证了该方法的可行性，使超高频法得到了行业的认可。在2000年修订的IEC60270及IEC50517标准中，均将这一方法作为GIS局放检测的主要方法之一。
电力设备在线监测的现状与发展分析
一.在线监测的诞生
测量、监视、控制等多功能二次设备以及现场测试或实时测量对电力设备运行可靠性起了重要作用。 现场测试或实时测量的发展而诞生了在线监测。
主要电力设备
耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器、电容型电压互感器、避雷器、绝缘子、变压器、GIS、电力电缆、发电机和高压断路器
*超声脱气法是采用超声波装置，使气液两相迅速达到平衡。利用电声换能器，对压电晶体的逆压电效应，通过施加交变电压，使之发生交替的压缩和拉伸而引起振动，使所加频率在超声的频率范围内（即大于20Hz），超声波在介质中所引起的介质微粒振动，即使振幅极小，也足可使介质微粒间产生很大的相互作用力，使气体分子从油中逸出。
在线检测目前并不能完全取代常规预防性试验： 大多局限于测量工频运行电压下的绝缘参量； 无法测量电力设备在高于运行电压下的参量； 迄今尚未形成统一的判断标准。
略谈变压器的在线监测
电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析
电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析电力变压器是电力系统中不可或缺的设备，其在输变电过程中起着至关重要的作用。
随着变压器的使用时间增长，其存在着各种潜在的故障风险，一旦发生故障会给电力系统带来严重的影响。
对电力变压器进行故障检测及预防显得尤为重要。
本文将对电力变压器故障检测技术的现状及发展趋势进行详细分析。
1. 基于传统监测手段的故障检测技术目前，电力变压器故障检测主要依靠检查绕组和油纸绝缘的外观，通过热敏电阻、微机继电保护等监测手段来实现故障的检测。
通过这些传统的监测手段能够对变压器的运行状态进行监测，但存在以下一些问题：只能对变压器的表面情况进行检测，无法对内部故障进行有效检测；对于潜在故障存在一定的盲区，难以做到早期发现和预防；对于复杂故障难以准确判断。
近年来，随着科技的发展，基于非破坏检测手段的故障检测技术逐渐受到重视。
红外热像仪技术被广泛应用于电力变压器的故障检测。
红外热像仪能够通过检测变压器的热分布情况来判断变压器是否存在异常，其优点是可以动态在线监测，对变压器内部情况有较好的反映，能够进行早期故障检测。
但同时也存在着技术成本高、专业人员需求大等问题。
随着人工智能技术的不断发展，基于智能监测系统的故障检测技术逐渐成为研究的热点。
智能监测系统能够通过对变压器数据进行采集、分析和处理，实现对变压器运行状态的实时监测，并具备自学习、自适应等功能，能够对变压器进行精准预测和预警。
目前，智能监测系统在电力变压器故障检测方面已经取得了一些进展，但其应用还存在技术门槛高、成本昂贵等问题。
1. 多元化监测手段的发展未来，电力变压器故障检测技术将朝着多元化监测手段的方向发展。
除了传统的绝缘电阻测量、交流耐压试验等手段外，还将引入红外热像仪、超声波检测、振动监测、化学分析等技术手段，实现对变压器综合多方位、多参数的监测。
2. 数据处理与分析的智能化发展随着大数据、云计算、人工智能等技术的发展，电力变压器故障检测将逐渐实现数据处理与分析的智能化。
电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析
电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析1. 引言1.1 研究背景电力变压器作为电力系统中重要的设备，承担着电能传输和分配的重要任务。
随着电力系统的不断发展，变压器故障给电网安全稳定运行带来了严重的影响，甚至可能引发事故。
及时准确地检测变压器的故障是保障电网安全运行的关键。
过去，传统的变压器故障检测方法主要依靠人工巡检和定期检测，存在检测精度低、成本高、效率低下等问题。
随着科技的不断进步和应用，基于机器学习和物联网技术的变压器故障检测逐渐成为研究的热点。
在这样的背景下，开展对电力变压器故障检测技术的研究具有重要的现实意义和深远影响。
通过引入先进的技术手段，提高故障检测的准确性和效率，不仅能够降低电网维护成本，提高设备利用率，同时也能够保障电网的安全稳定运行，推动电力系统的发展和现代化进程。
加强对电力变压器故障检测技术的研究和应用具有重要的意义和价值。
1.2 研究意义电力变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，其正常运行对电力系统的稳定运行至关重要。
电力变压器在长时间运行中会受到各种因素的影响，如负载变化、环境条件变化等，从而导致可能的故障发生。
对电力变压器的故障检测技术的研究具有重要的意义。
通过对电力变压器故障检测技术的研究，可以及时准确地发现电力变压器存在的故障问题，从而采取相应的修复措施，确保电力系统的安全稳定运行。
电力变压器故障检测技术的研究还有助于提高电力系统的运行效率和可靠性，减少故障对电网带来的影响，为提高电力系统的质量和供电可靠性提供技术支持。
通过研究电力变压器的故障检测技术，还能够促进电力设备的智能化、自动化发展，推动电力系统向智能电网方向迈进。
电力变压器故障检测技术的研究具有重要的现实意义和战略意义，对于提高电力系统的运行水平、保障电力供应安全具有深远的意义。
当前，随着物联网、机器学习等新兴技术的发展和应用，电力变压器故障检测技术也正在不断向更高效、更智能的方向发展，因此对其进行深入研究具有重要的意义和价值。
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电力变压器绝缘在线监测研究状况
【摘要】在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器是不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是故障多发设备。
这就要求研制出可靠的智能的变压器在线检测装置。
目前，变压器油中溶解气体分析是诊断变压器故障的重要方法之一，而离线的变压器油中溶解气体分析（DGA），由于操作复杂、试验周期长、人为影响的误差大，所以无法做到实时地了解变压器的内部绝缘状况。
而在线监测可以克服传统方法的不足，实现真正的在线检测、分析和诊断一体化。
由于变压器发生故障时，其油中含有气体的成分及含量与变压器的故障类型和严重程度密切相关，因此在线监测变压器油中气体变化及其发展趋势，是在线发现变压器故障的最常用方法。
【关键词】电力变压器；在线监测；油中气体分析
1 绪论
1.1变压器绝缘在线诊断技术的目的和意义
目前全国跨区联网日益紧密，局部故障有可能引发大范围的电网事故，变压器、断路器等电气主设备的故障将会严重影响到电力系统的安全运行。
对变压器故障的在线监测，可以及时地掌握变压器设备内部绝缘的真实状况，尽早地发现变压器内部存在的故障隐患，将故障消灭于萌芽状态。
1.2国内外变压器在线监测技术研究状况
1.2.1 变压器在线监测技术的发展阶段
变压器在线监测技术的发展，大体经历了以下三个阶段：
（1）带电测量阶段。
这一阶段起始于二十世纪70 年代左右，当时人们仅仅是为了不停电而对设备的某些绝缘参数如变压器泄露电流、介损等进行直接测量，所采用的仪器多为机械式和模拟式的设备。
（2）80 年代至90 年代初，出现了各种专用的测试仪器，使在线监测技术开始从传统的模拟式设备转变为微机式的数字测量仪器，自动化程度有所提高。
（3）从90 年代开始，随着传感器技术、电子计算机技术、数字信号处理以及光纤技术的发展，在线监测、分析和诊断一体化的在线监测技术也得到了迅速地提高。
2 油浸式变压器在线监测方法
2.1 电力变压器的故障类型
变压器故障若按其本体划分可分为内部故障和外部故障两种。
笼统来说变压器油箱里面发生的各种故障被称为内部故障。
2.2 变压器内部不同的故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体
变压器内部故障模式主要是机械、热和电三种类型，而又以后两种为主，并且机械性故障常以热或电故障形式表现出来。
变压器内部故障不同，产生的气体既有相同也有不同。
一般认为对于判断变压器故障有特定意义的主要气体有：氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氧气、氮气等气体。
根据模拟试验和大量的现场试验：电弧放电的电流大，使变压器主要分解出乙炔、氢及较少的甲烷；局部放电的电流较小，变压器油主要分解出氢和甲烷：变压器油过热时分解出氢和甲烷、乙烯、丙烯等，而纸和某些绝缘材料过热时还分解出一氧化碳和二氧化碳等气体。
2.3 以油中溶解气体为特征量的常规诊断方法
变压器故障诊断的正确与否直接关系到变压器是否需要检修。
所以对变压器故障诊断技术的研究是很重要的。
根据变压器的内部绝缘情况，基以油中溶解气体为特征量来分析和确定变压器是否存在缺陷或故障是变压器故障诊断主要任务
特征气体法和比值诊断法是目前变压故障诊断中比较成熟、可靠的方法，具体如下所述：
（1）特征气体法
特征气体可以反映变压器内部故障导致油、纸绝缘的分解、裂化的本质特征。
特征气体随着故障类型、故障能量以及故障所涉及的绝缘材料不同而有区别。
大量故障事例统计表明，变压器油中气体的各成分含量和故障的性质及程度有一定的关系。
特征气体法较好地描述了不同类型故障的产气特点，可以确定产气的原因及产气部位的绝缘组成。
（2）无编码比值法
变压器中油和固体绝缘材料在不同的温度、不同的放电形式下产生的气体也是不同的。
当总烃含量超过正常值时，无编码比值法先计算出C2H2和C2H4浓度的比值，当其值小于0.1时，为过热性故障；再计算C2H4与C2H6浓度的比值，确定其热温度（低温、中温、高温）。
当其值大于0.1时为放电性故障，再计算CH4与H2浓度的比值，确定是纯放电还是放电兼过热故障。
当CH4/ H2的值大于1时，为放电兼过热故障，反之为纯放电故障。
其分析判断方法见表2-1该诊断方法还可以用故障分区图来表示进行故障判断，见图2-1所示。
当我们求出两对比值后，即可在故障图中查到故障类型。
对于过热故障，还可以看到它的温度变化情况。
这一特点对于用追踪和预测变压器设备状态有很重大的意
义。
无编码比值法诊断变压器故障性质和类型可避免比值法编码缺失的问题，且诊断方法简单、清晰、准确，具有很强的实用性。
2.4 各种常规诊断方法的比较及总结分析
在变压器内部基于DGA的特征气体法与故障类型有一定的对应关系，比较直观方便。
其缺点是没有明确的量的概念。
要对故障性质作进一步的探讨，估计故障源的温度范围等，还必须找出故障产气体组分的相对比值与故障点温度或电应力的依赖关系及其变化规律，即还得要采用比值法。
而比值法中，采用编码的诊断方法简单、可靠、清晰、方便，但是存在“缺编码”、边界划分过于绝对等缺点，有时还不能诊断出结果。
而无编码比值法不采用编码的方式，而是直接用比值进行比较，这在一定程度上对于缺码和边界规定过死等方面有所改进。
面对变压器故障表象与故障机理间错综复杂的关系，往往带有一定的局限性。
那么如何将多种变压器故障诊断方法综合应用，融合成一整体，以取长补短，是人类致力研究的方向。
参考文献：
[1] 朱德恒等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京：中国电力出版社出版社，2009.
[2] 孙才新等.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术.北京：科学出版社，2003.
[3]Marcel Mulder，膜技术基本原理，北京：清华大学出版社，1999.
[4]Ferrim S J.A comparative study of dissolved gas analysis techniques：the vacuum extraction method verse the direct injection method.IEEE Trans.Power Deli.，1990.。