（国网福建省电力有限公司三明供电公司福建省三明市365000）
摘要：随着电力需求的迅猛增大以及电力系统的高速发展，电力行业面临着提高电力设备利用率，降低电力设备运行成本以及增强电力系统安全稳定运行的严重挑战。变压器作为电力系统中最重要的设备之一，准确监测和诊断其是否有故障发生，对于提高电力系统的安全可靠性至关重要。本文首先分析了变压器常见故障及成因，然后探讨了变压器在线监测技术与故障诊断技术，以供相关单位参考。
关键词：变压器；在线监测；故障诊断
1引言
近几年，我国社会经济发展迅速，人们对于电力能源的供应需求越来越大，对于电力系统供电稳定性和运行安全，也提出了更高的标准要求。变压器是一种改变交流电压的设备，在电网系统中有着广泛且深入的应用，是现代电网重要的基础设备。变压器在工作运行过程中受多方面的因素影响，不可避免地会发生各类故障问题，但如果不能及时发现变压器设备异常故障，并采取相应的措施加以处理，就会对电力系统的正常运行造成恶劣的影响。信息时代背景下，智能化、自动化、数字化是电网系统的主要发展方向，只有加强在线监测新技术的研究和应用，才能促进我国智能电网的进一步发展。本文即围绕变压器故障监测，就其在线监测和故障诊断新技术，进行了分析和探讨，具体内容如下：
2变压器常见故障及成因分析
2.1铁芯故障
铁芯是变压器实现能量传递和电压变换的主要部件。统计资料表明铁芯故障是变压器事故中发生比较多的故障之一。变压器铁芯故障的原因主要包括两个方面。一方面是由于铁芯本身的夹件松动或损伤而与接地铁芯碰接使铁芯发热。主要是因为施工工艺不良造成短路以及铁芯多点接地、铁芯接地不良等。变压器正常运行时，变压器铁心只有一点接地才是可靠的正常接地。若铁芯不可靠接地，那么油箱内处在高压电场中的铁芯将会产生放电现象，破坏变压器油和纸的绝缘强度。铁芯发生过热故障时，特征气体中的甲烷及烯烃的组分含量较高，而一氧化碳和二氧化碳气体含量变化不明显。
2.2分接开关故障
一般来说，分解开关故障分为有载故障和无载故障两种。其中无载分接开关对应的作用时间以变压器停止作业的时间为主，此时变压器不动作，即不存在激磁，如分接开关发生故障，就容易改变绕组的实际匝数，进而导致变压器输出电压改变等一系列问题。
2.3绕组故障
绕组故障的发生主要是因为绕组绝缘老化、绕组受潮、各相绕组之间发生的相间短路、单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路、单相绕组通过外壳发生的单相接地、绕组断裂、绕组击穿、绕组过热烧坏、系统短路和冲击电流造成绕组机械损伤以及电磁力引起的绕组变形等。总的说来，在变压器绕组故障中，其中因绝缘老化而发生的绕组匝间短路、相间短路、绕组接地短路占整个故障的绝大多数。几乎所有的变压器绕组故障都能可以归结于首先是由绕组匝间故障而引起。不管是匝间短路故障还是相间短路故障都是值得高度重视的。
2.4油绝缘故障
油绝缘是变压器正常运行和运行安全的重要保障，但在变压器运行过程中，会导致绝缘油发生缓慢的氧化反应产生杂质，随着时间的推移，绝缘油中的杂质不断增多，就会对绝缘油造成污染，进而降低绝缘油的散热性能和绝缘性能。如放任绝缘油长时间的污染和老化，就会导致油绝缘故障。
3变压器在线监测的技术探讨
（1）变压器放电在线监测技术。在对变压器内部进行局部放电的在线监测时，有很多种方法，常见的有超声检测法、脉冲电流法、光测法以及红外热像法。超声检测法即在变压器外壁安装超声波传感器，接受由局部放电产生的超声波，并将其转化为电信号，以此测量放电位置和程度；光测法，检测放电时释放的光辐射，以此确定放电位置；红外热像法，由于局部放电造成该部位温度升高，发射出红外辐射信号，直观方便的显示出放电区域。
（2）绕组变形在线监测技术。就变压器绕组故障而言，目前常见的在线监测技术包括频响分析技术、短路电抗技术、以及低压脉冲技术等，但以上监测技术无法与变压器同时应用。另外，存在一种新型的检测技术，通过对变压器三相电压和电流的实时监测，完成对绕组运行状态的判断，进而实现精准的在线监测功能。
（3）接地铁芯在线监测技术。当出现铁芯接地的情况时，会在变压器中形成闭合回路，形成感应电流，进而威胁到变压器和技术人员的安全，该技术的使用可以及时监测出铁芯是否发生接地，并测量出回路电流的大小，方便了变压器的维修。
（4）振动在线监测技术分析。通过在变压器设备外部加装振动传感器的方式，就可以实现对变压器振动情况的在线监测，对比分析不同时段变压器的振动加速度，就可以及时发展变压器的异常振动故障，进而对变压器绕组的运行状态，做出相应的判断。
（5）绝缘功率在线监测技术。将功率损耗与输入功率作比，其比值即为绝缘功率，绝缘功率可以有效的象征电损耗。因此，能够通过绝缘功率获得准确且有价值的相关数据。绝缘材料老化或受到污染，均会增加变压器的损耗比。
（6）绝缘电阻在线监测技术。该方法的科技含量和成本极其低廉，但是该方法能够方便快捷的识别绝缘表面的破损与污染。在对绝缘电阻进行在线监测时，可对变压器施加适当的电压，由于电阻发生变化，从而影响了电压的输出。
4变压器故障诊断的技术探讨
虽然变压器的工作原理较为简单，但变压器的制造工艺和运行条件较为复杂，设备运行过程中客观存在着众多的干扰因素，不同的故障类型也有着不同的故障表现，且相应的故障表现可能对应不同的故障问题，从而给变压器故障诊断带来了一定的困难和阻碍。目前，变压器故障诊断方面的新技术主要是指信息融合技术，即通过多角度的信息分析，实现故障特征与多维度信息的融合，进而做出精准、可靠的故障判断，具体包括融合数据层数据、融合决策层数据以及融合特征层数据等应用。
4.1融合数据层
对数据层进行融合，即利用传感器对原始数据分析处理，传感器无需进行任何处理，以此使其与数据实现更加贴切的融合，从而使得传感器与原始数据关联更加密切，在此基础上保证目标数据的顺利融合。融合数据层的方法有很多，加权平均法以及算术平均法等算法都可用于数据层的融合
4.2融合特征层数据
特征层的数据在整个系统中处于中间的地位，其能够从信息源的信息中来选取符合自身需求的特征信息，并对其进行一系列的综合处理以及分析。而对于所提取的特征信息来说，则是原始部分信息的统计量以及标示量等等，之后再按照一定的特征信息提取，对其中数据源进行一定的综合分析以及分类处理。在这个过程中，其所使用的融合方式也正是对于模式进行识别的技术，并且能够在实际融合开始之前通过一定的传感器变换，来将不同的传感器中储存的数据进行统一，并在数据配准之后对其进行一定的关联处理。
4.3融合决策层数据
信息融合的第三阶段即融合决策层数据，这也是信息融合的最后阶段。通过传感器对监测目标的原始数据进行初步处理并提取出特征数据，加以识别，之后对其进行关联，并根据相关标准作出决策，在此基础上还会指出故障部位和故障类型。
5结语
变压器作为电力系统重要的基础设备，在电力系统运行中发挥着重要电压改变作用。因此，相关电力运维人员需全面提高对变压器故障检测工作的重视，加强现代在线监测技术和故障诊断技术的应用，综合提高变压器的故障检测和维修效率，进而促进我国电力事业的进一步发展。
参考文献：
[1]基于优化支持向量机参数的变压器故障诊断[J].谭贵生，刘丹丹，李留文.数字技术与应用.2016（04）
[2]基于灰色神经理论变压器故障预测[J].房艳军.电气时代.2017（12）
[3]变压器故障在线监测系统的设计与研发[J].孙卫华.电子技术与软件工程.2017（11）