干式變壓器內部故障發展過程的分析，變壓器在線監測裝置應具備的基本功能

式變壓器是電力系統的重要設備，其狀態好壞，直接影響電網的安全運行。因此，對干式變壓器進行在線監測，及時掌握設備的狀態，一直是電力工作者的夢想和追求。干式變壓器的狀態監測，就是通過對有關參數、信號的采集和分析，檢出內部的初期故障及其發展趨勢，生產主管部門立即組織人員進行綜合分析，診斷設備的狀態，減少損失, 避免惡性事故的發生, 將傳統的定期維護轉為狀態維護，從而提高電網的安全經濟運行，改善對用戶的服務質量。

 

由于干式變壓器在設計、制造、安裝和運行維護等方面原因使絕緣存在缺陷，抗短路能力降低, 因此近年來主變的事故較多，其中威脅安全最嚴重的為繞組局部放電性故障。根據國家電力公司對2012年全國110kV及以上主變事故的調查，得知繞組的事故占總事故臺數的65.6%［1］（福建省網為80%）。因此，提高干式變壓器安全運行的最主要任務是早期檢出繞組內部的局部放電性缺陷。

 

油中氣體含量分析，是檢測干式變壓器內部故障的好方法。在原電力部頒發的DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》中，已將其列為干式變壓器首位的試驗項目。據初步統計，我國通過油中氣體含量分析，每年都能檢出近350臺左右的故障或異常的設備，為電網的安全經濟運行發揮了重要的作用。但是常規的油中氣體分析為離線監測，根據監督規程，取樣周期一般在3個月至1年，這樣的間斷檢測，對過熱和懸浮電位放電性故障的檢測是可以勝任的，而對于嚴重威脅設備安全的繞組內部的匝層間和圍屏的局部放電性故障，則難以被及時檢出。為此，國內外學者多年來一直致力于油中氣體和局部放電等在線監測的研究。我國90年代成立了《高壓電氣設備絕緣在線監測協作網》，2012年5月在福州市召開了年會，國家電科院高壓所和全國高壓專委會于2012年12月中在北海市召開了研討會，組織編寫《在線監測管理導則》，這將有力地推動了我國絕緣在線監測的開展，為設備的狀態監測提供法規依據。

 

目前干式變壓器在線監測項目可分為油中氣體、水分和絕緣兩大類。絕緣監測項目主要有介損、泄漏電流和局部放電，其中介損和泄漏電流只能反映總體絕緣狀態，難以檢出局部缺陷；而局部放電在線監測的抗干擾技術尚未得到解決［2］，因此，目前干式變壓器在線監測在很大程度上是油中氣體和水分在線監測。本人長期從事油中氣體、水分檢測和內部故障的診斷，80年代還與北京、吉林、陜西、安徽和貴州等省市的電力試研所合作，研制了以氫敏器件為傳感器的油中氫氣在線監測裝置，雖然在全國應用200多套，但因當時傳感器的穩定性差而告終。隨著電力工業的發展，對電網的安全可靠性提出了很高的要求，希望能將目前的定期維護逐步過渡到狀態維護，這就要求對干式變壓器進行狀態監測。近年來，傳感器技術、微機技術和油氣分離技術得到迅速的發展，為干式變壓器在線監測的實施創造了條件。