（河北省送变电公司河北石家庄050051）
以往的检修模式中，对变电站一次设备张鑫，河北省送变电公司，河北省石家庄市，050051进行的计划检修或周期性预防试验，需要将设备定期停运后进行预防性试验来掌握设备的实际状态，验证设备是否能够继续正常运行，而不能够根据设备的实时状态进行检修，既增加了检修停电次数，又浪费了人力物力，甚至使一些原本状态良好的设备受到损伤，造成不必要的隐患[1]。同时，随着社会用电量的迅猛增长，变电站数量也越来越多，变电设备成几何数量增长，原有的检修模式必须要求检修人员同步增长才能满足电网运行需求。而状态检修对于解决这些问题有很大的明显优势，状态检修依赖于在线监测技术进行实时的状态数据收集，能够及时发现隐患，进而降低运检维护成本，为设备检修管理提供决策依据。因此，在线监测技术是变电设备状态检修的先决条件。
1变压器测量需求分析
电力变压器的通常测量数据及用途包括如下方面：
各电压侧电流与中性点电流——用于保护装置判断；
变压器内部绝缘油温度——用于诊断设备是否存在温度超标以及冷却装置运行是否正常；
有载分接开关的切换数值——用于参考分析机械机构寿命；
有载分接开关实时位置——用于诊断实时工作状态；
瓦斯继电器节点信息与压力释放阀状态数据——用于诊断变压器内部是否存在放电、短路现象而导致产生气体；
变压器油枕与分接开关绝缘油位——用于综合诊断变压器运行状态；
风冷变压器风扇电机电流及电压——用于诊断风冷系统运行状态；
2变压器在线监测技术实现
电力变压器应用的在线监测设备主要是针对某一种数据开展实时监测，单独靠一种数据很难全面反映电力变压器实际状态，这就需要将各类别参数采集进行整合后，统筹处理计算，由此来判定设备的整体状况。
根据统计，变压器常见缺陷及故障主要集中在绝缘性能方面，包括绝缘油的绝缘性能与变压器局部放电导致绝缘材料老化与损坏。这就需要针对变压器绝缘油所含气体与水分、变压器内部局放进行在线监测来实时掌握设备状态，这是实现变压器状态检修的基础。
2.1电力变压器油气相色谱的在线监测
目前大多数情况下利用气相色谱法对设备油中所含气体组份含量进行检定，传统方法经过取油样、送油样、试验室仪器检定等步骤，不仅手续繁琐、试验环节多，如果遇到较远的变电站，会导致送样时间较长，无法及时判断电力变压器的运行情况。因此，是否能够利用实现在线实时监测绝缘油所含各类气体的组分，是智能变压器的重要特征之一。
色谱分析属于一种物理过程的检验技术，目的是为了将所采集的绝缘油中气体的各种成分按类别逐一分离开来，之后将各种气体浓度通过鉴定器开展测定。这种情况，色谱柱具有分离多种气体的作用，而固定相对于气体而言具有“吸附”与“解附”用途，它由一部分固体填充剂组成。色谱分析是根据流动相气体进行分析的，这些流动相气体就是被充进色谱柱的气体，如氩、氮等。根据不同物质特性差异，气体分子与固体分子将产生相互作用，使得进入色谱柱的混合气体重新分配，各类物质的吸附与溶解不同，导致分配系统平衡系数不同。
图1平衡系数组成
各相的不同成分的气体随着吸附量增加而时间变长，就是说平衡系数越大时间越长，由于不同气体在色谱中的运动速度有差异，在进入色谱柱之后反复区别，最后从色谱柱中流出会有区别，由于灵敏性较高，即便是浓度差异非常小的气体，运动速度也会逐渐被拉开，从而分离完成。
对于分离后的气体的鉴定区分，要用到鉴定器，这是色谱仪的重要组成部分，鉴定器具有对气体较高灵敏性，原理是对不同气体种类浓度能快速做出反馈。
实时绝缘油监测的原理是利用实时自动油气分离装置达到自动脱气的目的是这两种方法的主要差别所在。在线绝缘油色谱技术是使气体自动进入相关相，并在电气开关控制下，通过专用的色谱柱开展油气分离，并利用特定分析装置对分离出的气体进行检测，被分析气体的电信号采集与分析通过信号采集单元来实现，以判断绝缘油中所溶气体的数值和这个数值是不是在正常运行的范围内。
分离气体作为设备绝缘油溶解气体含量检测的重点环节。这个过程的误差因素主要来自于脱气过程。六种不同溶解气体的分离技术对于分离装置的要求会很高，它是实现绝缘油在线监测的基础，绝缘油有可能在此过程被污染，平衡时间也会变短。在变压器运行状态下，有时会出现紧急情况，需立即对溶解气体进行分离检测，一般少于24小时，对于极端情况，如严重的内部缺陷，需2小时内完成。目前，普遍运用的气体在线监测方案为气相色谱法，具体流程见图2。
图2气相色谱分析法流程图
2.2电力变压器油微水的在线监测
变压器绝缘油内的水分大部分来自于设备外水分的进入与绝缘油发生化学变化所产生的水分，尤其是绝缘油在设备带电情况下因为内部汽化与热分解效应生成的水分。变压器绝缘油内存在大量水分能够加快设备绝缘材料的老化，裂化材料的绝缘性能，甚至在变压器芯部有可能引发电弧和短路，加大设备故障的风险。准确测量油中水份即可以判断变压器密封状况，还可探知变压器油吸收了多少空气中的水分。
绝缘油内微水在线监测系统包含湿度传感装置、信息处理服务器和信息采集器等组成。
绝缘油含有的水分量不一样，则湿度传感器内电容的电容值发生变化，数据采集处理器将电讯号转变成数字量，再经数据处理后，通过现场总线（RS485/CANbus）发送到数据处理服务器；数据服务器对接收到的数据进行分析和计算，得到变压器油中水分的含量ppm及水活性aw。
2.3电力变压器局部放电的在线监测
电力变压器所发生的缺陷大部分是因为内部绝缘材料发生老化和损坏引发的，而设备绝缘缺陷发生的主要诱因是设备内部存在局放，这导致绝缘材料持续最终被击穿。因此，在线监测设备局放现象对于保证变压器的稳定运行很有必要。与此同时，开展针对变压器内部局部放电现象的在线监测，能够明显降低检修次数、减少检修作业的盲目性，并且可以收集变压器设备可靠性分析需要的相关信息，降低停运造成的损失与设备检修成本，从而为企业减少支出。
变压器开展在线监测，可以实时收集各类体现绝缘材料性能的指标信息，还可以开展设备信息多方面整理与综合判断，监测与判断设备故障类别与程度，能够显著减少由于绝缘问题引发的各种一次设备事故。
基于超高频法的变压器局放在线监测设备包括了超高频传感器、背景噪声传感器、现场监测单元（LCU）和局放工作站等部件。
局放在线监测装置能够对设备内部产生的局放开展监测与定位，实时排查绝缘缺陷，减少设备因绝缘问题导致的故障。能够实现针对变压器设备内部绝缘情况的实时监测，显著降低设备突发性缺陷，并且能够为变压器实现状态检修提供有效依据。
参考文献：
[1]朱德恒，谈克雄.电气设备状态监测与故障诊断技术[J].2001北京输配电技术国际会议，2001.
[2]喻华.智能变压器在线监测的关键技术[J].科技与企业，2012，23：301.
[3]赵辰鹏.智能变电站一次设备的选择及应用研究[D].华北电力大学（北京），2010.