1、概述
主变压器，简称主变，是变电站中主要用于输变电的总降压变压器，也是变电站的核心部分。主变压器的容量一般比较大，并且要求工作的可靠性高。尽管主变压器故障率不高，但是一旦出现故障就会造成重大的损失。轻则可能会造成设备故障；重则会引发火情，危及正常的运输安全。因此，分析变压器的故障原因，并采取相应的防范措施具有非常重要的意义。
变压器主变主要有如下故障：散热器堵塞造成主变压器油温升高
油温高主要有两部分原因：一部分散热器由于风路翅片间隙设计较小，散热片间堵塞严重，由于机车上盖安装的散热风道滤尘网强度不高，破裂后卡滞在散热片间，影响了散热器通风量；另一部分散热器的上部翅片大面积倒塌，堵塞了翅片之间的间隙，使散热器通风量减少，影响散热效果。
固体材料绝缘效果下降引起的故障
固体绝缘材料老化使变压器原有的绝缘性能降低，易产生局部放电，造成变压器的击穿损坏。主要有以下三方面的原因：
热原因造成固体材料绝缘效果下降
变压器长期超负荷运行，使温度超过绝缘材料允许的范围，造成固体绝缘材料高分子链断裂，结果使材料变脆、 老化，从而导致绝缘性能降低。绝缘油过热产生的H₂与固体绝缘材料在高温时产生的 CO 、CO₂及C2H4、H₂气体导致绝缘材料过热老化 。
电气原因引发固体材料绝缘效果下降
在正常运行中，主变压器出口发生突发性三相短路，变压器绝缘因大电流产生的电动力发生位移，造成线圈变形 。由于自然原因及人为因素引起的出口三相短路，造成的危害极大，不仅会给主变压器带来致命损伤，且可能导致大面积停电。局部放电能引发绝缘表面树枝放电，绝缘材料承受高压电场时在其表面或内部空隙会发生屡次放电，所产生的离子电弧和离子运动将严重侵蚀绝缘材料，使其绝缘性能下降。
环境因素引起固体材料绝缘效果下降
若主变压器周围存在灰尘、水分、腐蚀性气体、放射物和油类等，都会加速固体绝缘材料的老化，影响绝缘效果。杂质离子容易造成离子电流和离子碰撞，因此绝缘材料还要起到抗周围灰尘、气体侵蚀的作用，而且也要保护关联的导体 。
2、需求分析
2.1、行业应用需求
综合变电站主变的常见故障分析可知，在主变出现故障的前夕都伴随着自身温度的升高，因此为了采取有效的防护措施，根据主变的温度进行判断是一个有效的手段。当温度达到某一高温值时，即判定变电站的主变工作异常，需要采取相应的措施排除安全隐患。
2.2、当前解决方案
为了能够准确掌握的变电站主变的工作状况，及时发现问题规避因为变电站主变工作异常所到来的财产及安全损失，各电站采取多种措施，其中通过测温传感器对主变的温度进行测量，来判断主变的工作状态。
通过传感器测温能够测得当前的主变压器的温度，判定其工作状态，但是由于传感器测温是变压器单点的温度，即使采用多点放置传感器测温也只能获得局部的温度信息，因此测得的温度不够全面准确。目前，变电站的主变圧器的测温是对接消防水炮的，当主变的温度过高时会自动触发消防水炮对主变进线喷水降温。当测温传感器测温不准确或者异常时，导致的消防水炮触发所带来的损失是很严重的，因此需要一套更为有效的方法对主变的温度进行测量。
当前检测方法的不足：
局部测温，不能通过全面的主变温度场信息进行其工作状态的判定；
温度误判调动消防水炮处理的损失较大。
3、红外热像仪方案
热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪的非接触式测温方式，能够在不影响主变工作的同时测量其实时温度，在发现异常时采取降温措施。
在设计电站在线式热成像测温系统时，我们采用了前端红外热像仪+后端处理软件的系统解决方案。
前端红外热像仪+后端处理软件的系统解决方案：此套解决方案最大的特点就是全部数字化，前端使用红外热像仪，通过以太网传输，数字信号经过交换机和光端机传输至后端电脑，进行视频图像的存储，并通过显示器实时显示。
前端采集和后端显示分离的设计方式也让工作人员远离危险工作区的现场，在控制室就可以知道设备的运行状态，安全、高效。
3.1、双光监测方式
变电站主变监测采用红外光+可见光双光谱监测方式，通过红外光对主变的温度场进行监测，当出现异常温度时就给出告警的信号，提醒工作人员采取有效的措施；可见光监测加以辅助，实时监测视场范围内的情况，使得工作人员能够更为清楚地看到变电站主变的周边情况，做出正确的判定。
3.2、测温对象添加
红外热像仪测温是测量整个视场范围内每一个点的温度，因此在长期的测温过程中可能会出现其他非我们关注的高温出现在视场中引起误判，因此我们设置了测温对象，通过多边形测温对象将主变框选为测温对象，只关注该部分的温度信息，防止误报。
4、综述
综合考虑用户的实际使用情况，及系统的可靠性和项目的经济性考虑，在此变电站主变监控中我们保留原有的监控检测方式，将红外热像仪的检测的信号和原有的监测方式的信号在同一个管理系统中进行串联处理，即当各种监测方式都出现告警时才触发消防水炮进行处理。
通过该方式可以有效规避掉因为某一种监测方式的误判引起的不必要的消防水炮的调用，耗费人力物力；同时，又将原来的系统加以利用节约资源。
