变压器绕组热点在线监测工作原理

 IEC规定，油浸变压器绕组的热点温度限制在118℃。在变压器运行中，如果绕组的热点温度超过140℃以上，便会产生 、 和水分。然而，在变压器绕组低于 140℃的情况下，一般不会产生特征气体。因此，如何发现大型变压器绕组的低温过热问题，成为运行和制造部门非常关注的热点问题。

目前对绕组热点温度的在线监测有以下几种方法：

（ 1）利用传感器直接测量绕组温度，具体做法是在绕组导线附近放置测量用传感器来监测绕组的温度变化。测量绕组温度用的传感器有光纤传感器和萤火光纤温度计。在线监测绕组热点温度的技术关键取决于传感器的布设位置和布设的数量。

（ 2）将光纤嵌入到变压器绕组中实时监测绕组的温度变化。当微机接收到由V/F变换器输出的数字频率信号，便可显示温度值。测温装置的计算机程序可控制各个回路模拟开关。

（ 3）美国研制绕组温度光纤监测系统的特点是：采用稳定的自动标定的荧光传感器，使用LED光源，有1～4个独立输出和测量通道。光仪器的LED光源发出的光脉冲通过光纤送到与绕组相接触的传感器时，光脉冲则会激励传感器的荧光材料使其产生荧光。通过计算并做温度校正后可获得绕组或变压器油的温度值。绕组热点温度在线监测的主要特点是按照推导出的热点温度计算公式自动计算变压器在额定负载和任意负载下绕组的稳态热点温度。它采用的传感器、热敏元件是铂热电阻。

绕组热点在线监测装置可以安装在变压器冷却器出口的测温孔上，也可以安装在变电站的主控室中。主控制室中的计算机能够控制整个监测系统的多功能自动监测体系。在主控室中的工作人员可通过计算机读取实时采样的各项数值。测温装置可通过冷却器出口的铂热电阻测量底部油温，冷却器入口的顶层油温及变压器箱盖的温度，高、低压绕组的热点温度。

目前西安交通大学电气工程学院对变压器绕组热点智能模糊传感器进行了理论和应用方面的研究。这种人工智能模糊传感器是根据神经网络的方法和理论进行模糊逻辑的推理思维，从而准确探测绕组热点的温度。

这种新型智能模糊传感器可以把数值测量结果转换为人类语言描述，它可直接输出数字测量结果，并呆结合知识库的专家理论和经验，对测量结果进行学习、判断和推理，模糊传感器具有通信与控制功能。理论和实测分析表明，它对确定绕组的热点状况非常有效。智能模糊传感器的结构示意图如图 1-3。

图 1-3 智能模糊传感器结构示意图

目前，国外研制的绕组在线监测装置除了可监测上述各项参数外，还可监测绕组的变形以及变压器每天、每分钟的寿命损耗，并能显示由计算得出的变压器总寿命损耗。