1加强电力变压器故障自动化实时检测的重要意义
在电力系统运行时，变压器可能会受到各种外部因素的影响产生故障。如果没有进行实时监测，并且进行针对性地管理，可能会导致变压器的使用寿命缩短。如果变压器出现问题，轻则出现大面积停电，导致周边居民的生产生活产生影响，重则产生火灾等事故。如果及时做好监测和维护工作，发现一些隐患和问题，可以让故障出现的频率减少，降低危险系数。其次通过物联网、人工智能等技术进行实时监测可以让变压器的使用寿命延长，变压器出现故障会导致变压器使用寿命缩短，造成维护和检修时的难度增加，加强实时监测，就可以充分了解设备的运行状态，在合理的时间进行部分零部件的更换，这样就可以避免由于维修不合理而造成的资源浪费，让变压器的使用寿命延长。
2变压器实时监测系统概述
变电站设备非常复杂，对其进行故障诊断需要考虑其在环境因素变化的条件下出现的各种问题，如果只是使用单一的监测子模块进行异常数据的检测，不能准确对故障原因进行判断，因此需要重视加强系统的优化，形成一个完善的故障监测和管理系统，实时了解各参数的变化情况，如果出现某些故障时，各个子模块可以即时测得数据，并且通过综合化的分析了解故障的具体情况。
在变压器运行过程中，故障各有特点，比例各不相同，依照国家电网的相关数据对各种故障类型比例进行整理分析发现其中过热性故障的比例最高达到了62%，高能放电的故障所占比例大约为17%，过热兼高能放电的故障概率约有11%，其次为火花放电和局部放电，比例均在10%以下，因此在设计实时检测系统的过程中既需要对各故障的普适性进行分析，还需要了解各故障发生概率的大小，并且以此为基础设置重要参数的检测传感器，有侧重性地进行系统吧设计。在本方案设计的过程中对变电器的实时检测系统主要涉及油色谱、局部放电、温度检测、油中微水和铁芯接地等[1]。
图1 变压器在线监测与故障诊断系统总体结构
3 电力变压器故障自动化实时检测技术分析
3.1 油色谱在线监测子系统
在构建监测系统的过程中，控制器主要使用ARM控制器stm32，传感器方面使用的主要是QM-N5气敏传感器，具体的油色谱监测模块如下图所示。该系统在运行过程中，通过本体取油阀来获得变压器油，并且送入到脱气机当中，通过顶空脱气法来确保油的循环。在油液达到平衡后完成分离，获得气液混合体，通过色谱法来进一步对气体进行分析，并且检测各组分的气体浓度，获得相应的数据之后输入到控制器当中，传输给后台的上位机进行分析，获得相应的运行数据。
图2 油色谱监测系统结构
3.2 温度监测子系统
电力系统当中的测温方式众多，其中最为广泛的是红外测温。该测温技术方便，经济实惠，而且原理简单，但是不足之处在于会受周边温度的影响，在测温过程中需要与物体保持一定的距离，所以此次不采用该方法。变压器的封装情况造成运行过程中无法通过人工巡检的方式了解温度情况，实现实时检测。在该系统当中通过光纤多点温度在线监测系统来进一步了解温度，通过光纤光栅进行传感，容量大、稳定性强、具有较高的精度，不会受到周边环境因素的影响，耐高压，温度精度可以达到±0.1摄氏度，容量较大，可以设置32路传感器，同时对12个监测点进行监测，而且可以在6秒内了解数据的变化情况，监测范围可以在-30℃到180℃之间，完全可以满足监测的需要[2]。
3.3 局部放电监测子系统
变压器放电检测主要是通过传感器了解变压器放电过程中生产的辐射脉冲、声波和光等现象，在系统设计过程中主要使用电脉冲检测法、观测法、超声波检测法进行检测。其中应用最为广泛的有脉冲电流法和超声波检测法。脉冲电流法是当前国际明确标准的一种检测方式，但是在检测过程中依然有不足之处，主要是信号量少、频率低而且测量频带窄。伴随当前技术水平逐步提升，信号分析技术快速发展，以专家系统、神经网络、支持向量机为基础的智能算法可以深入地分析数据，获得最好的结果。
在变压器局部放电监测系统硬件构建方面主要有UHF高频传感器、通讯模块、信号处理模块等。在监测变压器油中微水含量时，使用WS-2100型微型水分监测设备，其原理主要是电和电解水分子的作用，该方式在国际上得到普遍认可，只需要依照公式换算就可以了解相关数据，相比传统方式速度快而且成本低，在综合诊断放电方面具有很好的效果。
图3 局部放电监测子系统图
在系统设计方面，主要是通过UHF设备了解获取局部放电信号，并且进行信号的处理，通过放大、混频、滤波的方法来提升信号的质量，而后转换为数字信号传输给上位机进行处理[3]。
3.4 铁芯接地监测子系统
变压器的铁芯在接地的情况下会产生电流，但是通过测试发现电流有效值相对较小，只有十几毫安到十几毫安，具体分析我国电力设备的相关标准化试验规程，变压器在接地电流值方面需要控制在0.1A~0.8A之间。在实际运行过程中，铁芯电流如果超过该范围就需要进行检查和处理。在多处接地故障出现时，铁芯电流往往达到较大值。为了保证安全性，需要注意加强控制，在接地回路当中使用大功率电阻，以便让过电流降低。在实时监测系统当中通过传感器来进行设备的在线检测，主要是利用传感器获取电流值，并且通过数模转换技术转换成数字，如果数值超过了相应阈值，需要及时进行报警，排除故障，减少电流。在发现故障后，后续可以通过色谱分析对故障点进行监测，通过测量找到确切地点，如果无法有效处理，可以将铁芯的正常接地片转移至故障点周边，并且控制环流，以避免出现较大的损失。
4 上位机信息处理和运行状态评估
上位机在获得数据后，首先将数据存入到数据库当中，并且提取有用的信息进行分析。在实践操作中，如果单纯通过人工对变压器运行状态进行评估，由于数量量大，而且设备多，可能会出现一定问题。所以在状态分析评估过程中，可以使用深度学习、云计算等技术，及时了解变压器的运行状态。只有准确评估变压器最真实状况，才可以按图索骥，及时制定科学有效的检修决策[4]。
结束语
在电力系统当中，加强变压器的实时监测和维护工作具有非常重要的意义，能够有效控制可能出现的问题和隐患，提升运行的稳定性，保证供电企业的社会形象和居民群众的用电质量。因此需要加强运维管理，重视检测数据的汇总和分析，采取合理的措施对故障进行处理，保证变压器的稳定运行。
参考文献
[1] 赵晨冰. 电力变压器常见故障及在线检测技术分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(013):4541-4541.
[2] 李刚, 于长海, 刘云鹏,等. 电力变压器故障预测与健康管理:挑战与展望[J]. 电力系统自动化, 2017(23):162-173.
[3] 吴俊. 基于特征气体的电力系统变压器自动化运行过程中的故障分析[J]. 华东科技:学术版, 2014, 000(006):267-267.
[4] 何定, 唐国庆. 电力变压器故障诊断的神经网络方法[J]. 电力系统自动化, 1993, 000(008):33.
