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：
据统计，有载调压开关的故障主要包括两方面：一是调压开关驱动机构故障，主要包括电动机构连动、箱体进水、齿轮盒渗漏油、弹簧储能不足等。二是开关本体故障，主要包括油室渗漏油、紧固件松动、触头运动卡滞、触头磨损导致接触不良等。如下列举并分析了有载调压开关的常见故障类型。
1、开关驱动机构故障
①电机故障。当操作电源失电或者电机回路出现问题时，将引起开关电动机构故障，导致升降触头不能动作。②弹簧储能机构弹性变弱。弹簧长期变形运作，加上电流的热效应作用，使弹簧的弹性变弱，引起传动机构传动不到位。
2、开关本体故障
①触头发热磨损。有载调压开关带负载电流实现调压。在调压过程中，档位更换，使触头产生机械磨损、电腐蚀等问题。触头接触电阻增大，发热量增大，加速了触头表面的腐蚀和机械变形，从而导致开关损坏。
②切换开关拒动或切换不到位。切换开关因动力不足或受阻导致切换不到位，长期停留在中间位置，可导致过渡电阻持续发热，引起变压器跳闸，导致供电中断。
③油室渗漏油。有载分接开关的油室是独立的油箱。运行中，有载分接开关的油室中的油是不允许进入变压器本体的。切换开关运行时产生电弧，使油室中的油质变差，这种油不能进入变压器本体。
④油质劣化。有载调压开关操作过程中产生的电弧引起油质劣化，开关的绝缘水平下降。变压器油具有绝缘、灭弧、冷却、润滑、防腐蚀等作用。油质的变差会产生游离碳、氢、乙炔等气体及油垢。大部分气体一般会从绝缘油中排出，但游离碳微粒和油垢却会有一部分混在绝缘油中，另外一部分则堆积在开关的绝缘件表面，使开关绝缘水平下降。
变压器的调压开关是变压器wei一可转动的部件，很容易因为接触不良导致机器发热从而引起故障，对于这种很容易出现的开关故障，我们要做好应对的准备，对这种故障通常可以从以下几个方面来检查和判别：
（1）固定和活动的接触面有无烧伤痕迹（烧毛）和接触不良现象，接触处有无油泥积垢。
（2）调压开关的传动机构是否灵活；传动机构有无因过分松动而使箱盖上的指针指示在位置标志上，而此时触点尚未闭合；开关的三相触点是否同时合上，弹簧的松紧是否相同。
（3）开关的操作杆与箱盖的接缝处是否接合紧密，衬垫是否完整；对准操作杆的箱盖孔下面有无水渍。
（4）如果采用接线板式的分接头，则应检查接线螺栓桩头的松紧情况，各接线桩头间是否出现油泥堆积的情况，确保桩头间的清洁完好，否则很容易发生短路或出现闪络痕迹。
（5）在检查变压器有载开关时，应将开关的芯子部分取出来，来回转动，观察其接触限位的动作是否顺畅连贯，同时检查其过渡电阻，以确定其连接是否稳定可靠。
油浸式试验变压器特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。是高压试验中必不可少的重要设备。
1.高压试验变压器按绝缘介质主要分为三大类
（1）油浸式：采用25#变压器油填充，绝缘冷却效果较佳
（2）干式：干式体积小重量较轻，但电压难以做高
（3）充气式：油浸式采用25#变压器油填充，绝缘冷却效果较佳；干式体积小重量较轻，但电压难以做高；充气式采用SF6气体填充。
2.根据使用设备的场合和条件，选择好变压器种类后，再根据所需电压、电流选择变压器的规格。
（1）波形：如对高压电压波形要求不严格，可以在试验变压器高压端加硅堆，可以让交流变为半波直流，如需要全波，也可以要求厂家制作电桥硅堆，得到全波直流。
（2）容量：试验变压器按试验时间长短也可以选择足容量或者差容量，1分钟耐压试验可以选择差容量来减少成本，1小时或者以上的耐压试验则必须选择足容量的变压器，通常情况下试验变压器可以在1.4倍最大电压下短时间工作。
油浸式高压试验变压器，是根据《试验变压器》标准在原同类产品基础上经过大量改进后，研制生产的系列试验变压器，该产品遵照DL/T848.2-2004《高压试验装置通用技术条件-第2部分：工频高压试验装置》，研制生产的一种新型产品。
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