摘要：随着社会经济的快速发展，对电力能源的需求不断增加，作为分配和输送电能的主要元件，电力变压器在电力系统中发挥着十分重要的作用，做好电气变压器的在线监测十分重要。基于此，本文重点分析10kv配电网电力变压器在线监测。
关键词：配电网;电力变压器;在线监测
电力变压器是电力系统的重要设备之一，一旦发生故障，不仅会引起大规模的停电，同时还会给国家带来严重的经济损失，严重的情况下还会引起爆炸和起火，威胁着人们生命财产安全。因此，开发一种电力变压器状态在线监测系统势在必行，它应该能够实时在线监测电力变压器运行状态下的各种关键参数，帮助工作人员及时了解设备在线运行状况，为变压器故障诊断及专家系统提供准确、可靠、实时的数据依据，进而有效地提高电力变压器运行的可靠性。
一、10kv配电网电力变压器在线监测系统
将全新的传感技术、色谱分析技术和人工智能技术进行结合，在线监测变压器健康状态，始终确保变压器安全运行的方式就是电力变压器的在线监测。该技术是当前变压器故障诊断中使用最广泛的技术之一。该系统主要有传感器、色谱分析法、人工智能诊断系统等构成。
该系统模型中的传感器种类较多，主要有气体传感器、电流传感器和温度传感器等，应结合监测项目选择合适的传感器种类。在传感器的作用线，可以将电信号和非电信号转化为统一的模拟信号，并传送到信号处理器和A/D转换器，最终输入到计算机中，之后借助于智能化的故障诊断系统进行有针对性的处理。
二、10kv配电网电力变压器在线监测
（一）变压器色谱分析法
初期，对变压器内部和局部放电故障进行诊断的方法是变压器油中气体色谱分析法（DGA）。该方法可以对变压器的运行情况进行有效监测，可以提前预报变压器温度过热或某些故障发展趋势
（1）变压器油内故障气体变化情况
变压器故障的类型和严重程度要受到故障气体类型和含量的综合作用。绝缘油和绝缘材料老化过程中产生的气体大都是Co和Cot：若电力变压器出现故障问题，而油的温度增加属于正常情况，油裂解时会分解出CH4;若故障温度继续增加，同时还会有C2H2和C2H6气体出现;一旦油的温度超过1000℃，油则会进一步分解，此时CH2的含量占主导地位。
（2）气体色谱分析法
在解读油中溶解气体的种类时，可以选用特征气体法，并且逐一诊断引发这些气体的故障原因。实际上，总烃含量高，可能是变压器温度过高导致的故障;若是局部放电故障，此时HZ的含量相对较高，且在总烃含量中CH4占据的比例较大;若是出现放电故障，此时H2和CH4的含量均占据主导地位。变压器油中气体色谱分析法主要是以三比值法作为基础进行的，将H2、CH4、C2H4、C2H6以及C2H2形成三对比值判断变压器的故障性质。三对比值主要是利用不同的编码来表示，通过组合分析这些编码，也就是根据严重程度对故障的情况进行分类，以增强判断的准确性水平。在判断变压器故障类型时，不能单纯依靠气体溶度值进行决定，还应考虑到气体组分之间的相互关系。
（二）光声光谱在线监测
从定量的角度检测气体分子对激光光子能量的吸收程度，进而分析气体浓度变化情况就是光声光谱在线监测。将这种方法应用到变压器油气体含量在线检测方面，其灵敏度和测量精度均较高，需要的气体样本较少，不需要任何载气，使得油气分离的时间大幅度缩短，测量过程中等待的时间也随之减少，并且为设备维护也提供了极大的便利。光声光谱在线监测不需要定期标定，也省略了预热的麻烦，自身稳定性水平相对较高，且使用寿命较长。在10kv配电网电力变压器在线监测中引入光声光谱法，可以为变压器绝缘故障的在线诊断提供可靠的数据支撑。
（1）光声光谱法在线监测系统
将光声光谱法为基础的电力变压器在线监测系统主要由五部分组成，分别为油气分离模块、光声模块、信号处理模块、控制模块、通信和故障诊断等。在气体循环泵的作用下，具有故障性的气体会循环流动到光声腔和油气分离室之间。在微音器的作用下可以分别监测故障气体中不同气体的成分与含量，监测到的信号经过差分放大处理后经由放大器进行锁相放大，寻找噪声中的有效的微弱信号，最后将得到的信号利用數据采集卡传输到计算机中，使用科学有效的方式诊断分析故障。
（2）油气分离装置
油气分离装置的工作过程为：逐一关闭注油阀、回油阀以及回油泵，同时打开电磁阀和真空泵，并做好抽真空处理，排出到外界的气体会在内部形成负压;随后注入适量的油，分别关闭回油止回阀和气体止回阀，打开注油阀后，将油注入到油气分离室中，在计量过程中需要借助于流量控制器，一旦油量达到合适位置时就要将注油电磁阀关闭。当油位达到设定高度时会触发对应的传感器来强制性的关闭注油电磁阀，以达到停止注油的目的，在上述操作完成后需要进行振荡脱气。
（3）锁相放大器
锁相放大器主要有信号通道、参考通道、相敏检测器PSD以及低通滤波器LPF等组成。其中信号通道包括有低噪音的前置放大器、宽带放大器和不同特性的滤波器，主要作用是对正弦信号输入进行放大调制，放大原本微弱的有效信号，确保相敏检测器工作电压有效值，同时还能过滤掉部分干扰和噪声，增强相敏检测器的动态范围。相敏检测器也被称之为相关解调器，在锁相放大器中占据重要地位，主要是利用相关检测原理，因噪声信号和周期信号之间不存在相关性，可以对待检测信号和参考信号位于零点相关值的方式进行数值的计算，进而起到抑制噪声和提取有效信号的作用。
三、结论
综上所述，10kv配电网电力变压器在线监测主要是利用了现代化的科学技术手段，对变压器实时进行监测，进而获取到有效的数据信息，结合理论知识获取到变压器的运行状况，并制定出相关检修策略，对于确保电力系统的正常运行具有十分重要的意义。
参考文献：
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[2]赵悦冰.电力变压器状态在线监测技术[J].科技创新与应用，2014（3）.
