变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化等等，已成为故障发生的主要因素。
变压器状态监测系统构架
正因为变压器故障的不可完全避免，对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性，重要用电单位对变压器的状态进行实时监测正在逐渐推广普及。
变压器监测装置
变压器主要监测参数如下表所示：
变压器油中溶解气体组分和水分感知
新型无载气免维护型油中溶解气体在线感知装置
新型变压器油色谱在线感知系统可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线感知变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的 含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减 少重大损失，提高设备运行的可靠性。
变压器铁芯接地泄漏电流感知
主变压器加装铁芯接地泄漏电流监测装置，该装置采用嵌入式结构、就地测量、数字传输，针对变压器铁芯接地和变压器油温实施在线感知及诊断，能及时发现内部绝缘受潮或受损、铁芯多点接地、箱体内异物、油箱油泥沉积等故障。当变压器铁芯泄漏电流达到报警限值时，自动发出报警信号，对事故做到早预防早处理，为此类设备的状态检修提供可靠技术依据。
变压器振动与噪声感知
变压器综合振动监测装置采集主机电力变压器绕组、铁芯及附件诸如油泵、风机的振动引起了整体的振动。当绕组的压紧力下降时，变压器整体的振动特性也将发生变化。因此可以从箱体的整体振动信号的分析得出变压器整体振动及绕组紧固情况。
电力变压器振动监测系统采用在线式测振仪进行电力变压器振动信号的现场采集，随即 存储于测振仪，随后可通过 USB 接口导入安装有专用分析、诊断软件的用户计算机做进一步分析。
变压器局部放电感知
电力变压器局部放电信号高速采集装置采用高速信号采集技(ADC+FPGA+ARM)， 兼容高频脉冲电流、超声波、暂态对地过电压及超高频局部放电传感器，能准确的监测设备内可能产生的局部放电信号，并具有良好的抗干扰能力，可满足现场相对复杂的电磁环境和高频信号干扰的要求。
电力变压器局部放电信号高速采集装置采集单元单通道采样率最高可达100M/S，具有极强的信号捕捉能力。可独立安装在被监测变压器附近，周期性地对被监测电力设备进行扫描，捕捉变压器中发生的各类放电的原始信号。针对电力设备内局部放电频谱宽的特性，采用多通道同时采集方式，并兼容不同类型局部放电传感器。通过多路通道信号的采集、滤波、 比对，确保检测数据的真实、完整、可靠，最大限度地减少和消除干扰信号。
变压器声电联合局部放电现场检测示意图如下：
接触式超声传感器
将传感器贴在变压器油箱外壳表面，适用于固体及充油设备的局部放电信号源探测，能有效检出油浸式设备内部绝缘缺陷。
变压器绕组温度监测
变压器油温关系到变压器的绝缘材料的寿命，当变压器内有机绝缘材料老化时，其机械 强度降低，无法承受正常工作的外力。最终导致变压器发生电气故障，无法工作。对于按照 GB1094设计的变压器，在热点温度 98℃下相对热老化率为 1。此热点温度与“在环境温 度为 20℃和热点温升为 78K 下运行”相对应。相对老化率定义为：
此函数表示相对老化率随热点温度变化规律，从公式中可以看出温度每增加 6 度，相对老化率增加一倍。变压器油温监测示意图
在线电能质量监测
认证级在线电能质量监测装置具有强大的电能质量分析、高端 RTU（含 PLC 控制功能）、故障录波、谐波分析功能。监测系统可实现电能质量的连续在线监测，精度高、多种通信路径、通讯传输符合 TCP/IP 协议；高精度测量电力系统各参变量，如电压、电流、有功功率、无功功率、视在 功率、功率因数、线损、变压器损耗等。
红外、紫外与可见光图像融合感知
主流的红外热成像技术是利用物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，并通过 热图像的温度分布找出绝缘子的异常发热点。针对设备放电的情况，如很容易就可以观察到过热点的红外图像时，电气设备的绝缘状态已经极度恶化。因此，为诊断绝缘子的早期故障， 及时预报该局部放电的发展趋势和预测相关设备的绝缘劣化程度，采用紫外成像技术能很好的解决这一问题；另外，为灵敏地检测设备的中后期问题，仍需利用红外热成像监测技术的 优势；再利用原始的可见光成像能直观找出故障位置的优点，采用这三种成像技术的优点， 统一的监测电气设备，能保障线路与设备的正常运行，有效避免事故发生。
变压器在线监测平台目标
变压器在线监测平台需要具备联网及通信能力，建设过程如下：
变压器数据感知设备如下：
主要功能及特点
1、自动测量接线组别；
2、自动进行组别变换；
3、自动切换相序；
4、自动切换量程；
5、自动校表；
6、输入标准变比后，能自动计算出相对误差；
7、一次测量完成，自动切断试验电压 ；
8、设置数据,测量结果自动保存，可查看以前数据；
9、测量有载变压器,只输入一次变比。
主要技术指标
1、变比测量范围： 1—10000
2、组别：1—12点
3、精度：1-1000 0.2 级
1000-10000 0.5级
4、电源：AC220V ±10%，50HZ
5、使用环境温度：-5℃ ─ 40℃
6、使用环境湿度：＜85%
7、体积：430×320×215mm3
8、重量：8kg
变压器铁芯多点接地，是变压器较常见故障之一，查找和处理都有一定的难度。常规的方法是吊罩检查，若直观上找不到故障点，一般用直流法或者交流法进行查找，不但工作量大、费用高、停电时间长给用户用电造成影响，而且大型变压器吊罩存在很大的风险。
一、变压器铁芯多点接地故障的判断
1.测量铁芯绝缘电阻：铁芯绝缘电阻为零或很低，则表明可能存在铁芯接地故障。
2.气相色谱分析：利用气相色谱分析法，对油中含气量进行分析，也是发现变压器铁芯接地比较有效的方法。发现铁芯接地故障的变压器，其油色谱分析数据通常有以下特征：总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”（ＧＢ７２５２－８７）规定的注意值（１５０μＬ／Ｌ），其中乙烯（Ｃ２Ｈ４）、甲烷（Ｃ２Ｈ２）含量低或不出现，即未达到规定注意值（５μＬ／Ｌ）。若出现乙炔也超过注意值时，则可能是动态接地故障。气相色谱分析法可与前两种方法综合起来，共同判定铁芯是否多点接地。
3.监视接地线中环流：对铁芯或夹件通过小套管引起接地的变压器，应监视接地线中是否有环流，如有，则要使变压器停运，测量铁芯的绝缘电阻。
二、变压器铁芯多点接地故障现场简易处理方法
1.不吊芯临时串接限流电阻
运行中发现变压器铁芯多点接地故障后，为保证设备的安全，均需停电进行吊芯检查和处理。但对于系统暂不允许停电检查的，可采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施，以限制铁芯接地回路的环流，防止故障进一步恶化。
在串接电阻前，分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行测量，然后计算应串电阻阻值。注意所串电阻不宜太大，以保护铁芯基本处于地电位；也不宜太小，以能将环流限制在０．１Ａ以下。同时还需注意所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。
2.吊芯检查
（１）分部测量各夹件或穿心螺杆对铁芯（两分半式铁芯可将中间连片打开）的绝缘以逐步缩小故障查找范围。
（２）检查各间隙、槽部重点部位有无螺帽、硅钢片、废料等金属杂物。
（３）清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥，对铁芯底部看不到的地方用铁丝进行清理。
（４）对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。
（５）用榔头敲击振动夹件，同时用摇表监测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。
3.放电冲击法
由于受变压器身在空气中暴露时间不宜太长的限制，以及变压器本身装配形式的制约，现场很多情况下无法找到其具体确切接地点。特别是铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。此类故障可采用放电冲击法，应用此法处理因残留杂物引起的铁芯接地故障效果明显，节省时间，节省人力物力，简单实用。但对铁芯绝缘受潮或绝缘击穿引起的铁芯接地不能采用此法，仍需吊罩处理。
三、结论
(1)发现铁芯多点接地故障时，可采用气相色谱法和监视接地电流来跟踪监测。
(2)可以通过直流法和交流法来判断铁芯故障点。
(3)由铁芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用电容放电的方式，但要注意电压的大小，此方法不需要对变压器进行吊罩，可减少停电时间，提高供电可靠性。
(4)在主变安装和大修时，要注意对主变内部的清理工作，特别对铁芯槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹清理。
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