油浸式變壓器是電力系統中重要的設備，其性能直接影響到電網的穩定性和安全性，尤其在地鐵系統中。變壓器承擔著為列車運行提供穩定電力的關鍵任務。地鐵的高頻率運行和大功率需求，使得對變壓器的運行可靠性提出了更高的要求。在線檢測技術的應用，為實時監測和評估變壓器的狀態提供式了有效手段，確保地鐵的安全、高效運行，避免因設備故障引發的服務中斷。
智能狀態化的油浸式變壓器需要有哪些在線監測：
1、溫度監測
通過安裝溫度傳感器，實時監測變壓器油和繞組的溫度，判斷是否超出安全范圍。
2、油中氣體分析（DGA）
利用氣體色譜分析技術，檢測變壓器油中溶解氣體的濃度，判斷設備內部是否發生故障。
3、油質分析
定期檢測變壓器油的絕緣強度、酸值、雜質含量等指標，評估油的劣化程度。
4、電流和電壓監測
實時監測變壓器的輸入和輸出電流、電壓，識別異常波動，及時發現潛在問題。
5、局部放電檢測
采用局部放電在線監測設備，識別變壓器內部的局部放電現象，以防止絕緣失效。
……
由于變壓器體積較大，尤其是大容量變壓器，隨著負荷的增加，流經繞組的電流增大，導致磁感應現象增強，進而引發溫度的上升。這種溫度變化直接反映了繞組的工作狀態。變壓器內部充滿了用于散熱和絕緣的變壓器油，我們可以將變壓器繞組比作一個“加熱器”，加熱大量的變壓器油需要一定的時間，這個過程的快慢與變壓器的結構及變壓器油的容量密切相關。
以往，我們難以直接監測到變壓器繞組的溫度，因為繞組被油和外殼包裹，傳統的測溫手段難以穿透這些材料。例如，熱成像儀無法穿透外殼，而鉑電阻傳感器卻無法直接安裝在線圈上，這會降低絕緣性能并帶來電擊風險。因此，繞組溫度的直接監測長期以來是一個技術難題。直到砷化鎵光纖傳感器技術的應用，才使得繞組溫度的直接監測變成了可能。
蘇州某地鐵項目安裝實例現場：
在地鐵項目中，變壓器的高效可靠運行尤為重要。通過實時溫度在線監測，能夠及時發現并處理潛在故障，降低設備故障率，延長變壓器的使用壽命，同時減少因設備問題導致的計劃外停機時間，顯著提升地鐵運營效率。
該項目單臺變壓器系統配置：
設備名稱 |
型號 |
數量 |
砷化鎵光纖溫度解調儀 |
GM-08 |
1 |
砷化鎵光纖溫度傳感器 |
GS-03 |
9 |
光纖貫通器轉接盤 |
OP-01 |
1 |
法蘭盤 |
RF-01 |
1 |
轉接光纜 |
EC-01 |
9 |
防護罩 |
CB-02 |
1 |
防護箱 |
PB-02 |
1 |
系統軟件 |
TmeasOTG |
1 |
應用軟件 |
TmeasGW/TmeasLOG |
1 |
布置位置圖
GM08 砷化鎵光纖溫度解調儀基于 ARM+QT 的硬軟件平臺構架；斜 45 度波浪式 ST 光接口插接方式，方便水平和垂直雙方向光纖接入；標配 4~20mA 模擬輸出；8 個信號繼電器和 1 個系統繼電器；內置自適應、自校準功能。
光學貫通器轉接盤是一個光學結構件，用以貫通密閉腔體內外的光路，能在完成密閉腔體抗壓密封的同時確保腔體內外的雙向無損光通信。
CB-02 防護罩是專門為光纖貫通器轉接盤設計的上防護組件，與轉接盤配合后確保轉接盤外光接口不受環境污染及意外撞擊。
主體由足?1.5mm 厚不銹鋼板彎折焊接而成，防護蓋與罩體采用鏈條式軸連接，兩者間增設聚氨酯發泡密封條來提高整體的防護等級。防護蓋與罩體間采用一個連體螺栓和活動耳連接，無需擰下螺栓即可打開防護蓋，不必擔心螺栓脫落丟失。
PB02 防護箱采用足?1.5mm 不銹鋼板彎折焊接制成，頂部有帶有溫控風扇。箱體表面帶有一個防水按鈕，用戶無需開門即可激活箱內設備完成巡檢。箱體帶有開門亮燈功能，用戶在任何時段通過專用鑰匙打開箱門即可對箱內設備或組件進行維護。
溫度在線檢測技術通過早期預警和精準故障診斷，減少了頻繁的人工巡檢和不必要的維修成本，從而降低維護開支。確保變壓器的正常運行，對于地鐵電力系統的安全和穩定性至關重要，能夠有效避免因變壓器故障引發的安全事故。而TmeasGW是專門為變壓器繞組溫度監測而設計的后臺管理和監控系統，與GM08砷化鎵光纖溫度解調儀使用。可通過RS485或局域網連接，獲取解調儀的基本信息，實時運行狀態并可遠程管理和設置解調儀，是一款集溫度采集顯示、歷史數據查詢分析、設備管理設置、服務器客戶端管理于一體的砷化鎵溫度后臺監控系統。通過在線監測數據的收集與分析，運營人員可以更好地掌握變壓器的工作狀態，支持地鐵電力系統的精細化管理和優化運行。
