摘要：在电力系统中，变压器是电能传输与分配的核心设备，其运行状态直接影响供电安全。超负荷运行会导致设备过热、绝缘老化甚至烧毁，严重威胁电网稳定性。近年来，随着用电负荷的快速增长，...
在电力系统中，变压器是电能传输与分配的核心设备，其运行状态直接影响供电安全。超负荷运行会导致设备过热、绝缘老化甚至烧毁，严重威胁电网稳定性。近年来，随着用电负荷的快速增长，准确识别变压器超负荷状态已成为电力运维的关键课题，涉及电流、温度、负载特性等多维度参数的交叉验证。
电流监测与阈值分析
变压器额定电流是判断超负荷的基础指标。根据国际电工委员会（IEC）标准，当运行电流持续超过铭牌标注的额定电流时，即可判定为超负荷状态。实际操作中需通过高精度电流互感器实时采集数据，例如采用0.2S级互感器可确保误差低于±0.2%。某变电站案例显示，当1600kVA变压器的二次侧电流突破1800A时，其铜损已呈平方级增长，此时必须启动降载措施。
值得注意的是，季节性负荷波动可能造成瞬时超限。例如某工业园区在夏季空调集中启动时，电流值短暂超过额定值10%，但持续时间不足30分钟。这类情况需结合IEC 60076-7标准中关于短期过载能力的规定进行区分，避免误判。电流监测需配合时间阈值分析，区分事故过载与正常波动。
温度变化与热成像检测
温度是反映变压器负载状态最直接的物理量。油浸式变压器的上层油温通常控制在85℃以下，若超过95℃则表明散热系统已无法平衡热量积累。某110kV变压器故障记录显示，绕组温度每升高8℃，绝缘纸寿命衰减50%，这与阿伦尼乌斯方程揭示的材料老化规律高度吻合。
现代检测技术中，红外热像仪可非接触式捕捉热点分布。某次巡检中发现，变压器套管连接处存在局部120℃高温区，经查证为接触电阻增大导致的异常发热，及时处理避免了事故。分布式光纤测温系统能实现绕组温度的全天候监测，某750kV变电站通过该技术将温度采样精度提升至±0.5℃。
负载特性与功率分析
负载率计算是评估运行状态的重要方法。根据《工业与民用配电设计手册》，变压器长期负载率宜控制在65%-75%区间。某数据中心采用负载率= (P/SN·cosφ) 公式核算，当计算结果超过85%时自动触发扩容预警。实际应用中需注意非线性负载的影响，例如整流设备产生的谐波会使视在功率虚增，此时应配合功率因数校正装置进行数据修正。
动态负载监测还能揭示隐性过载。某化工厂案例中，变压器日均负载率仅70%，但夜班生产时6小时内负载率骤升至110%。通过安装电能质量分析仪，成功捕捉到这种周期性冲击负荷，为调整生产班次提供了依据。这种短时过载虽在允许范围内，但累计效应仍会加速设备老化。
绝缘状态与气体检测
油色谱分析（DGA）是诊断内部故障的有效手段。当变压器过载导致绕组过热时，绝缘油分解会产生甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）等特征气体。某220kV变压器在负荷率达到130%时，总烃含量从50μL/L激增至380μL/L，三比值法分析显示编码为022，对应中等温度过热故障。这种化学监测手段比电气参数响应更早，可实现故障预判。
糠醛含量检测则能反映固体绝缘老化程度。研究数据显示，当变压器持续超载运行时，绝缘纸聚合度每下降100单位，油中糠醛浓度相应增加0.1mg/L。某抽水蓄能电站通过定期检测发现，超载运行3年的变压器糠醛值达到4.2mg/L，远超1.0mg/L的预警阈值，及时更换避免了绝缘击穿事故。
智能诊断与系统联动
现代在线监测系统整合了多源数据融合技术。某智能变电站部署的变压器综合监测平台，通过边缘计算模块同步分析电流、温度、振动等18项参数，采用模糊逻辑算法实现过载概率评估。当系统判定过载风险超过70%时，自动联锁减载装置会切除次要负荷，响应时间缩短至200毫秒。
人工智能技术的引入进一步提升了诊断精度。基于深度学习的预测模型通过分析历史负荷曲线，可提前72小时预判超载风险。某省级电网应用该模型后，变压器故障率下降38%，运维成本减少25%。这种预测性维护模式正在重塑传统的周期检修体系，推动电力设备管理向智能化转型。
