从发电到用电，电力变压器继续发挥着将能量从较高电压降压到较低电压的重要作用。无论是位于输电还是配电级变电站，一台变压器都可以满足数千个客户的需求，也可以专用于大型工业厂房、数据中心、医院或其他关键操作。

我们对变压器的依赖意味着任何故障都可能对企业和家庭造成严重破坏，并影响安全。它不仅可以代表重大停电，就像最近影响堪萨斯城10，000名客户的那次停电一样，而且变压器故障也可能导致火灾，就像去年安大略省温莎市那样。火灾往往对人类安全构成威胁。最近在泰国曼谷发生的变压器爆炸引发的一场大火造成两人死亡，多人受伤。爆炸发生在当地公用事业公司访问现场30分钟后，这一事实表明，变压器常规检查不足以防止灾难。

为什么评估变压器健康状况是一个日益严重的问题？
变压器是长寿命的资产，故障率在大约30年后显着增加。美国配电变压器的平均年龄为42年，而70%的输电线路和电力变压器为25年或以上。由于监测系统的当前成本和复杂性，目前对电网中变压器资产的监测很少，除了最大的资产。这导致缺乏对变压器健康状况和稳健性的可见性，这反过来又推动了保守的资产管理。如果没有及时、有效的评估变压器健康状况，就需要保守的管理和大量的投资来避免灾难性的失败。

这种保守的行为包括提前停用网络资产，以便放心地避免故障。这种策略鼓励超支，因为提前更换可能还有多年使用寿命的变压器资产。

但是，现在面临着巨大的商业等压力，他们需要在不影响业务连续性和客户服务的情况下降低成本并提高基础架构利用率。现在是时候考虑一种更积极的管理方法，通过延长使用寿命来节省资本支出。

公用事业公司现在认识到更智能的变电站和其他资产的潜在好处，许多公用事业公司已经在进行此类投资以改善网络运营。IDC预测，到2020年，四分之一的公用事业公司将集成新的传感器数据和认知功能，以提高其资产效率并降低维护成本。

作为这一智能变电站战略的一部分，监控和维护变压器的健康状况从未如此重要。然而，在过去，准确评估风险因素一直是一个复杂的问题。让我们来看看为什么会这样。

变压器可靠性面临的最大风险是什么？
简短的答案是热量和水分。这些因素会加速变压器老化。具体而言，高温会导致变压器内部的纸张绝缘失效。发生这种情况时，变压器承受正常工作应力的能力较差。

水分会加剧这种老化效果。在80ºF下运行的完全干燥的牛皮纸应该可以使用20年以上。但是添加2%的水分，寿命就会缩短到只有三年。

评估变压器健康状况的挑战
使用变送器温控器测量变压器温度相对容易，使用变压器绕组中的传感器或测量顶部油温。测量水分更难。当变压器运行时，测量纸张的水分含量(95%的水分将在那里)是不可能的，并且测量油的水分含量容易出错。



纸张和油的水分含量之间存在复杂的关系，可以说，当两者处于“平衡”状态时，它们之间存在直接关系。然而，在有源变压器中很少发生平衡。水分测量因油的性质(年龄、污染物等)、纸张质量、热量对纸张与油的不同影响、水分在纸张层中的移动等因素而变得更加复杂。

由于所有这些动态活动，试图通过单次油测试来了解变压器的状态就像试图通过仅测量单个点来了解整个电力系统的动态状态一样 - 它根本不全面或准确。

准确性的关键：变压器在线监测
连续监测可以帮助平均由上述动态条件引起的不准确。一个可以连续测量最高油温以及“相对饱和度或水活度”的系统，可以更准确地估计纸张的含水量，从而计算纸张的年龄和剩余寿命。

然而，由于老化纸的含水特性，完全准确的评估需要在变压器的顶部、底部和热点处进行年龄分析。执行这些复杂的计算需要高级算法。

使用智能分析预测变压器寿命
智能分析系统可自动对变压器纸张中的含水量进行复杂的分析，同时考虑到上述要求。系统使用变压器传感器的数据，这是一种低成本设备，可测量指示局部放电的多种温度，水活动，振动和RF信号。

准确的分析可以根据当前负载曲线预测纸张老化和剩余寿命。然后，仪表板允许用户根据所选的负载配置文件对老化的其他预测进行建模。

智能分析系统的易用性和能力可以简化这些复杂的分析，可以帮助资产管理者：
◆评估和预测整个变压器机组的运行状况和寿命
◆根据变压器风险排名，而不是根据资产的年龄，采用昂贵、保守的资产退役方法，做出有关维护和更换的数据驱动型决策。

相关阅读
◆聊聊干式变压器温度控制系统
◆十种常见干式变压器温控器显示故障处理方法
◆如何理解变压器容量kVA和用电量kW之间的关系