1 引言
　　20世纪80年代以来，随着电子技术的发展和传感器技术、光纤技术、计算机技术、信息处理技术等问各领域的渗透，电力系统监控技术中也广泛应用了这些先进的科研成果使电气设备的在线监测技术走向实用化阶段。与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，信息量的处理和识别依靠有丰富软件支持的计算机网络 ，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量 ，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。
　　在现代电气设备的运行和维护中，变压器因结构复杂、影响其安全运行的因素较多，使得它的在线监测难度较大。澳大利亚Wilson变压器公司最新推出的DRMCC变压器在线监测系统通过油色谱分析、微水分析、温度的热效应等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题，本文就该系统的工作原理和特点作一简要介绍。
2 变压器在线监测技术现状
　　目前变压器的在线监测技术主要有以下几种方法：
　　(1)溶解在变压器油中的烃类气体色谱探测分析法　利用各种（低分子化合物）烃类气体在变压器油中单位体积的含量及产生的速率来分析、探测变压器内部局部放电情况，并通过油谱分析（三比值法、四比值法、特征气体法）初步分析变压器故障，由于目前各国尚无完善的分析方法和理论，此方法仅停留在简单地反应变压器内部局部放电情况的水平。
　　(2)微水分析法　最初不少变压器专家利用钯栅场效应管作为变压器油中溶解氢气监测传感器，后来采用催化燃烧测试技术测量油中游离氢的含量和微水含量，从而了解变压器内部绝缘状况（由于游离态气泡含水分、杂质等容易产生油中的悬浮电位，继而产生电小桥导致击穿电压下降，对变压器危害甚大）。但用该方法只能对变压器的在线监测起片面作用 。
　　(3)温度监测法　主要测油温和绕组热点温度，反应的是变压器的安全热效应。
3 DRMCC系统概述
3.1 工作原理
　　由于变压器的在线监测难度较大，所涉及的相关学科较多，DRMCC系统同时采用了色谱分析法、微水分析法和热比模式法三种方法来综合判断变压器的绝缘状况。简述如下：
3.1.1 色谱分析法
　　由于变压器中的绝缘油在内部绕组局部放电时产生的主要特征烃类气体是C₂H₂、C₂H₄和C₂H₆，故在油色谱分析时采用三比值法编码规则将油中溶解气体按其溶解量根据表1进行编码。
                       
　　根据对变压器绕组绝缘材料（糠醛）的长期实验室研究结果，变压器的使用年限和绕组热点温度的关系可用下式表示：
                          
式中 Z为变压器使用年限；θ为变压器绕组最热点温度；A为常数；P为系数。
    经验证明，变压器绕组最热点温度不超过98℃时，变压器能获得正常使用年限，表示为
                                
采用Z/Z_e表示任意温度θ时的相对使用年限有，在实用计算时我们可简化上式，即：
                     
式中Lne/1n2=1/0.693。
    DRMCC系统用此方法实时计算变压器可持续安全运行小时数，同时该系统采用了变压器绝缘老化率λ(变压器在某一段时间内实际损耗的寿命对绕组温度维持恒定温度98℃时损耗寿命的比值)的编码方式将变压器的绝缘老化率λ转换为计算机微处理方式能容易识别的二进制代码(见表2)，表达式如下：
                          

                   
3.1.2 微水分析法
　　变压器油中水份的来源主要是外部水份的侵入和绝缘油内部发生反应产生的水份，尤其是绝缘油在运行过程中由于内部汽化及热裂解作用生成的水份，在超温并有溶解氧存在的情况下，氧化作用加快，生成的水份也更多。变压器内的水份是变压器安全运行公认的最大隐患，据不完全统计，我国东北地区发生变压器事故很大程度上是由于积雪溶化渗入变压器内部造成的，DRMCC系统微处理器的处理方式采用综合编码初步判断变压器的故障类型，编码表见表3。
                        
3.2 编码应用分析
　　DRMCC系统微处理器的处理方式采用综合编码初步判断变压器的故障类型，令：
                     α₁＝C₂H₂/C₂H₄　 α₂＝CH₄/H₂　 α₃＝CH₄/H₂
　　则变压器油谱分析代码表示为
                      

变压器等值老化原则用代码表示为
　　 ［0000 0001 0010 0100］＝［λ₁λ₂λ₃λ₄］
微水分析编码为
     ［0000 0001 0010 0100］＝［β₁β₂β₃β₄］　　
    DRMCC在线处理系统采用了同步、优先原则，即在保证变压器安全运行的前提下，对运行变压器的故障隐患类型作出判断。上述数据分析结构流程可由图1简单表示。
                       
4 系统功能和使用情况
　　DRMCC变压器在线监测系统将在线运行变压器的工作状况通过安装在变压器特征部位的高精度传感器持续探测各类型的数据，如：温度、溶解在变压器油中H₂、H₂O及烃类气体、调压抽头位置等，经过专家诊断系统的综合分析，得出的结果能全面反映变压器的现行工作状态并科学地预测它的使用极限。
　　该产品由澳大利亚最权威的公用电力公司Energex研究开发，由红相集团公司的协作厂家、澳大利亚最大的变压器生产厂家Wilson公司生产。该系统根据大量的变压器实际运行数据结合先进的数字、模拟信号处理技术、传感技术及高性能的微处理器技术研制，具有强大的运算和控制处理功能，硬件具有超高隔离阻抗和防失真的A／D转换装置，具有功能强大的在线自我监测和专家诊断系统，智能控制变压器的工作状态，可及时反映变压器中各部件的工作状态，并依据专家系统中各种公式预测变压器的使用寿命，提高变压器的使用效能，保证电力系统的安全运行。
　　该系统具备多种通信接口，可以实现计算机数据下载，方便数据管理，并可实现远程监控和操作，是变电站实现无人值守和电力系统自动化的有效设备。
4.1 系统功能
    (1)合理利用了目前油色谱分析的现有理论；
　　(2)对变压器绕组预埋光纤温度探测器保留了国际标准采样接口（4～20mA）；
　　(3)将微水分析作为监测变压器的重要手段，融入了变压器的在线测试系统；
　　(4)采用科学方法找出了温度与变压器负荷的关系，以准确计算变压器的安全过负荷运行时间；
　　(5)实现了变压器现行负荷运算和调压抽头位置传感；
    (6)实现了冷却系统的调频调压智能控制；　
 　 (7)多种通信接口方便用户记录、查询。系统模块图见图2。
                         
4.2 使用情况
　　目前，该系统已经在澳大利亚昆士兰州国家主干电力网的部分220～500 kV变压器使用 ，美国、日本等工业发达国家也相继使用该系统，并给予了相当高的评价，我国台湾地区也有部分使用者。
5 结论
　　DRMCC变压器在线监测系统是一套目前综合性较强、比较完整的多方位在线监测系统，在安全监测上有较高的可靠性。
　　(1)适合我国不同地区不同气候条件下的各种电压等级的双绕组、三绕组、四绕组变压器，也适用于中性点直接接地系统的自藕变压器和限制短路电流需要的分裂绕组变压器等；
　　(2)该系统可测试变压器在不同负荷情况下的温度反应，预测变压器的使用寿命；
　　(3)该系统的SICM留有变压器绕组内的预埋光纤温度计接口，UIM可对绕组热点温度进行分析、记录；
　　(4)该系统备有不同类型控制装置并与SICM继电器输出节点(可和现场原有的结合)、控制调压分接开关和水泵、风扇等制冷设备结合；
　　(5)UIM的内置专家诊断系统通过各类传感器、探测器得到的模拟量经过A／D转换后，可全面有效地用于分析变压器的现行工作状态，准确预测变压器的安全使用寿命；
　　(6)该系统的各项抗干扰性能均满足IEC标准。

参考文献

［1］赵家礼，张庆达．变压器运行与维护［M］．北京：机械工业出版社，2000：48－32．