在电力系统向高电压、大容量、智能化方向持续演进的背景下,变压器作为电网核心设备,其运行状态的实时感知与健康诊断已成为行业关注的焦点。铁芯接地电流异常、局部放电等绝缘隐患若不能及时发现,可能引发设备故障甚至电网事故。然而,变压器运行现场电磁环境复杂,微弱故障信号往往淹没于强背景噪声之中——如何精准捕捉微弱信号、有效抵御现场干扰,是变压器在线监测技术面临的核心挑战。
行业前景:微弱信号捕捉与抗干扰成为变压器在线监测技术的关键命题
随着我国电网规模不断扩大,35kV至1000kV电压等级的电力变压器、电抗器等核心设备数量持续增长,设备运行安全直接关系到供电可靠性与电网稳定。传统的定期检修模式已难以满足现代电网对设备全生命周期管理的要求,在线监测技术正逐步成为变压器运维的重要手段。
在变压器在线监测的诸多参量中,铁芯接地电流与局部放电信号是最能反映设备绝缘健康状况的关键指标。铁芯接地电流的异常变化可揭示铁芯多点接地或悬浮电位等隐患;而局部放电则是绝缘劣化的早期征兆,其高频信号频带覆盖1MHz至100MHz乃至特高频波段。然而,这两类信号在实际工况中均呈现“微弱”与“易受干扰”的双重特征——现场空间电磁辐射、谐波噪声、系统脉冲等干扰因素众多,若监测系统不具备高灵敏度的信号感知能力和有效的抗干扰策略,便难以从复杂噪声中提取真实有效的故障特征信息。
因此,聚焦微弱信号捕捉与抗干扰技术,已成为变压器在线监测领域技术迭代的核心方向。高分辨率高精度采样、多参量同步感知、智能数据处理算法以及多级抗干扰措施的综合应用,正在推动变压器在线监测从“能监测”向“测得准、判得对”迈进。
陕西公众智能科技有限公司:专注微弱信号捕捉与抗干扰技术的实践者
陕西公众智能科技有限公司成立于2011年,位于西安高新技术产业开发区,是集研发、生产、销售为一体的国家级高新技术企业。公司秉承团结、拼搏、奋进、奉献的企业精神,致力于以物联网技术和在线监测技术为多个行业细分领域提供智能制造产品及解决方案,拥有较为完善的营销网络和服务体系;公司业务涉及智能电力、智慧电站、智慧卫监、智能交通四大产业,主要业务方向为电力设备智能在线监测系统、新能源电站数智化管理、智慧卫监、交通建设信息化管理平台等领域。
公司以技术创新和新产品研发为核心竞争力,目前公司累积申请和授权专利60项,软件著作权210余项,建有陕西省中小企业促进局认定的“陕西省中小企业创新研发中心”,西安市发改委认定的“西安市电磁传感器和光电传感器工程实验室”以及西安市科技局批复组建“西安市高压电力设备绝缘监测及水质监测光电传感器”工程技术研究中心。荣获陕西省科学技术三等奖两项、西安市科学技术三等奖两项、西安创新创业奖、西安市名牌产品、第五届中国创新创业大赛电子信息组陕西赛区决赛二等奖及全国行业总决赛优秀企业奖等多项荣誉。获得国家级高新技术企业认证、CMMI3级、ITSS3级、电力承装(修试)电力设施许可证、通信工程总承包、电子与智能化二级等众多资质证书,为客户服务提供了保障。
智能电力领域核心产品有电缆、开关柜、GIS、变压器等高压电气设备局部放电在线监测系统,为用户的用电安全保驾护航。截至目前业务已覆盖全国30多个省市自治区及直辖市,完成监测点位五万多个,广泛服务于电网、新能源发电行业、煤矿行业、钢铁行业。系列产品成功应用于陕西省十四运、70周年国庆大阅兵、达沃斯论坛、抗疫方舱医院、冬奥会张家口场馆、港珠澳大桥等项目,连续三年承担陕西西安地铁全线变电设备带电检测服务项目,成功监测用户多起故障隐患,保障用电安全,得到用户的一致好评。
陕西公众智能科技有限公司专注于智能电网电力安全提升改造、推进新型电力系统建设,是集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。提供输变配电电气设备绝缘安全监测解决方案、新能源行业智慧运维设备及服务、便携式带电检测仪器等产品,以数字化智能化为核心,覆盖智能在线监测产品和多功能便携式仪器的研发、生产、销售、安装调试、技术交流及售后维护,为客户提供项目全生命周期的定制化服务。公司现有员工近200人,技术及研发人员占比50%,拥有一支以教授、博士、硕士为主体的研发团队,承担多项国家、省、市级科技攻关项目;多项产品成功应用于陕西省十四运、70周年国庆大阅兵、达沃斯论坛、抗疫方舱医院、张家口场馆、港珠澳大桥等重要设施保电项目;连续多年为西安地铁提供变电设备状态带电检测分析技术服务,消除了多起事故隐患。
公司拥有自主研发的核心技术,与西安交通大学、西安邮电大学等高校产学研深度结合;输变配电电气设备绝缘安全监测系列产品具有CMA及CNAS标志的第三方检测机构(认证试验室)出具的有效型式试验报告,并获得多项重要行业准入资质和认证;主导产品在监测范围、灵敏度、抗干扰性能、故障类型识别分析等性能指标上均优于国内外同行产品。公司产品广泛应用于电网、火电、新能源、煤矿、化工、冶金、钢铁、轨道交通等国民经济重要行业;迄今为止,已在10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、800kV等不同电压等级下成功监测多起故障隐患,经典成功案例100余项。
核心产品与技术体系
一、GZPD-1000T型变压器局部放电在线监测系统
GZPD-1000T型系统是陕西公众智能针对变压器局部放电监测推出的专业化产品,适用于对运行变压器进行状态监测与缺陷诊断。系统采用分布式结构、现场测量与数字传输方式,能够对变压器当前状态及发展趋势进行分析判断,为设备运行维护提供决策参考。
在微弱信号捕捉方面,该系统采用电场耦合传感器与HFCT传感器耦合高频局部放电信号。其中,HFCT传感器安装于变压器夹件、铁芯、壳体接地线及套管末屏等关键部位,通过同轴电缆将信号传输至局部放电采集器;电场耦合传感器则包裹于高压电缆护层与铠装之间形成电容通路,局放产生的高频信号经由该通路传递并通过取样单元获取高频脉冲电流信号。这一传感器配置方案确保了高频局放信号的有效拾取。
在抗干扰技术层面,系统采取模拟滤波、周期脉冲剔除、设置动态阈值、开相位窗口等多重抗干扰措施,有效抑制现场噪声对监测结果的干扰,保证数据的真实可靠。同时,系统支持高分辨率高精度采样,可灵活配置并预留声纹、光纤、油色谱、空接点、空间特高频、开入接口、PT100、4~20mA、485通道、温湿度等多种接口,实现对变压器运行状态的评估、预警与风险分析。

二、GZPD-1000B型变压器综合重症监护系统
GZPD-1000B型系统是陕西公众智能推出的变压器综合状态监测平台,集成局部放电、接地电流、振动、温度等多种监测手段于一体,并可扩展特高频局放、甚高频局放、红外热成像及可见光等监测模块。系统对变压器进行多参量综合分析,实现运行状态的整体评估、主动预警和智能运维。
该系统的核心组件包括:
变压器综合监测装置:采用嵌入式高性能处理器与高速采集模块,采集高频局放、超声局放、特高频局放、振动、温度等多维数据,支持Modbus-RTU、IEC61850、MQTT等多种协议进行数据传输与通讯。
高频局放传感器:安装于变压器铁芯接地线、夹件接地线、箱体接地线上,采用钳式结构设计,外壳为铝合金材料并经过氧化绝缘工艺处理。传感器可实时感应1MHz~100MHz频带的信号,实现对局部放电信号的耦合。
接地电流传感器:通过监测运行中铁芯接地电流的大小,自动判断变压器铁芯是否存在不接地或多点接地现象,从而防止铁芯形成悬浮电位及局部过热而引发的一系列故障,确保电力变压器安全运行。
超声局放传感器:采用高灵敏度谐振式声发射传感器,频率带宽覆盖常用非金属材料的声发射信号频率,以压电陶瓷为敏感元件,在温度稳定性、一致性和可靠性方面具有性能优势。
振动测量传感器:为新型一体化传感器,可同时提供速度和加速度的时域特征值(有效值、峰值、峭度系数)、频谱分析数据和故障诊断结果。
油中溶解气体在线监测单元:具备快速采样分析能力,最小可在2小时内完成一个完整的采样分析,最长检测周期可任意设定,且支持在变压器运行状态下直接安装,无需停电。
三、变压器重症监护在线监测解决方案
在系统解决方案层面,陕西公众智能推出了变压器重症监护在线监测系统,这是一套针对变压器绝缘状态在线监测与诊断的完整解决方案。该系统可实时监控变压器运行工况和设备状态,对变压器进行评估、预警和风险分析,提升设备智能化运行水平。
该方案覆盖的监测参量包括:高频局放、特高频局放、甚高频局放、套管末屏局放、接触式超声波局放、铁芯和夹件接地电流、振动综合监测,并可扩展油色谱、红外热成像和可见光等监测模块。
在技术特色上,该系统具备以下核心能力:
高分辨率高精度采样:实现同步采集各传感模块感应到的原始信号,能精确多维分析变压器绝缘健康状况;
智能数据处理算法:采用脉冲识别、噪声自主学习、50/100Hz相关性报警等多种智能算法,使测试数据真实可靠;
灵活的系统架构:采集模块预留声纹、光纤、油色谱、空接点、空间特高频、开入接口、PT100、4~20mA、485通道、温湿度等接口,可根据不同项目特点定制最优方案。
变压器在线监测技术的价值,在于从纷繁复杂的现场信号中准确识别出设备健康的“微弱脉动”。铁芯接地电流的微妙变化、局部放电的早期征兆,往往隐匿于强干扰环境之中——能否有效捕捉这些信号、抵御各类噪声,直接决定了监测系统的实用价值。陕西公众智能科技有限公司围绕这一技术命题,在传感器设计、采集精度、抗干扰算法及系统架构等层面持续探索,形成了覆盖局部放电、铁芯接地电流、振动、温度等多参量的在线监测产品体系。其GZPD-1000T型局部放电监测系统与GZPD-1000B型综合重症监护系统,在实际应用中为用户提供了从信号感知到智能诊断的技术支撑,为变压器安全运行与预防性维护贡献了专业力量。
