從發電到用電，電力變壓器繼續發揮著將能量從較高電壓降壓到較低電壓的重要作用。無論是位于輸電還是配電級變電站，一臺變壓器都可以滿足數千個客戶的需求，也可以專用于大型工業廠房、數據中心、醫院或其他關鍵操作。

我們對變壓器的依賴意味著任何故障都可能對企業和家庭造成嚴重破壞，并影響安全。它不僅可以代表重大停電，就像最近影響堪薩斯城10，000名客戶的那次停電一樣，而且變壓器故障也可能導致火災，就像去年安大略省溫莎市那樣。火災往往對人類安全構成威脅。最近在泰國曼谷發生的變壓器爆炸引發的一場大火造成兩人死亡，多人受傷。爆炸發生在當地公用事業公司訪問現場30分鐘后，這一事實表明，變壓器常規檢查不足以防止災難。

為什么評估變壓器健康狀況是一個日益嚴重的問題？
變壓器是長壽命的資產，故障率在大約30年后顯著增加。美國配電變壓器的平均年齡為42年，而70%的輸電線路和電力變壓器為25年或以上。由于監測系統的當前成本和復雜性，目前對電網中變壓器資產的監測很少，除了最大的資產。這導致缺乏對變壓器健康狀況和穩健性的可見性，這反過來又推動了保守的資產管理。如果沒有及時、有效的評估變壓器健康狀況，就需要保守的管理和大量的投資來避免災難性的失敗。

這種保守的行為包括提前停用網絡資產，以便放心地避免故障。這種策略鼓勵超支，因為提前更換可能還有多年使用壽命的變壓器資產。

但是，現在面臨著巨大的商業等壓力，他們需要在不影響業務連續性和客戶服務的情況下降低成本并提高基礎架構利用率。現在是時候考慮一種更積極的管理方法，通過延長使用壽命來節省資本支出。

公用事業公司現在認識到更智能的變電站和其他資產的潛在好處，許多公用事業公司已經在進行此類投資以改善網絡運營。IDC預測，到2020年，四分之一的公用事業公司將集成新的傳感器數據和認知功能，以提高其資產效率并降低維護成本。

作為這一智能變電站戰略的一部分，監控和維護變壓器的健康狀況從未如此重要。然而，在過去，準確評估風險因素一直是一個復雜的問題。讓我們來看看為什么會這樣。

變壓器可靠性面臨的最大風險是什么？
簡短的答案是熱量和水分。這些因素會加速變壓器老化。具體而言，高溫會導致變壓器內部的紙張絕緣失效。發生這種情況時，變壓器承受正常工作應力的能力較差。

水分會加劇這種老化效果。在80oF下運行的完全干燥的牛皮紙應該可以使用20年以上。但是添加2%的水分，壽命就會縮短到只有三年。

評估變壓器健康狀況的挑戰
使用變送器溫控器測量變壓器溫度相對容易，使用變壓器繞組中的傳感器或測量頂部油溫。測量水分更難。當變壓器運行時，測量紙張的水分含量(95%的水分將在那里)是不可能的，并且測量油的水分含量容易出錯。



紙張和油的水分含量之間存在復雜的關系，可以說，當兩者處于“平衡”狀態時，它們之間存在直接關系。然而，在有源變壓器中很少發生平衡。水分測量因油的性質(年齡、污染物等)、紙張質量、熱量對紙張與油的不同影響、水分在紙張層中的移動等因素而變得更加復雜。

由于所有這些動態活動，試圖通過單次油測試來了解變壓器的狀態就像試圖通過僅測量單個點來了解整個電力系統的動態狀態一樣 - 它根本不全面或準確。

準確性的關鍵：變壓器在線監測
連續監測可以幫助平均由上述動態條件引起的不準確。一個可以連續測量最高油溫以及“相對飽和度或水活度”的系統，可以更準確地估計紙張的含水量，從而計算紙張的年齡和剩余壽命。

然而，由于老化紙的含水特性，完全準確的評估需要在變壓器的頂部、底部和熱點處進行年齡分析。執行這些復雜的計算需要高級算法。

使用智能分析預測變壓器壽命
智能分析系統可自動對變壓器紙張中的含水量進行復雜的分析，同時考慮到上述要求。系統使用變壓器傳感器的數據，這是一種低成本設備，可測量指示局部放電的多種溫度，水活動，振動和RF信號。

準確的分析可以根據當前負載曲線預測紙張老化和剩余壽命。然后，儀表板允許用戶根據所選的負載配置文件對老化的其他預測進行建模。

智能分析系統的易用性和能力可以簡化這些復雜的分析，可以幫助資產管理者：
◆評估和預測整個變壓器機組的運行狀況和壽命
◆根據變壓器風險排名，而不是根據資產的年齡，采用昂貴、保守的資產退役方法，做出有關維護和更換的數據驅動型決策。

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