变电站主变压器是电力系统的主要设备,其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全及供电的可靠性。为保证电力系统的安全运行,必须加强对变电站主变压器绝缘的监测。套管是变压器中一种重要的部件。介质损耗因数(tanδ)是反应电容型套管绝缘状况的重要特性参数,对电容型套管进行介质损耗在线监测能及时有效发现套管的绝缘结构出现的问题,防止出现运行事故。因此,电容型套管进行介质损耗在线监测技术的研究具有很高的理论意义和工程应用价值。本文介绍了介质损耗在线监测的现状,分析了影响电容型套管在线监测的主要因素。谐波分析法要求对测量信号进行同步采样,但电网频率波动会造成非同步采样,从而产生频谱泄漏和栅栏效应。论文分析了频谱泄漏和栅栏效应形成的原因,并分析了频谱校正的作用,提出了结合重心法的谐波分析法应用于介质损耗测量。此后,通过MATLAB对该算法进行了仿真分析。仿真结果表明,结合重心法的谐波分析法具有较高的测量精度、实时性和抗干扰性能。由于PT角差对介质损耗在线监测的影响较大,本文分析了影响PT角差的因素并提出了一些解决措施。本分分析了PT角差推算算法并对其进行了改进,使其可在不增加硬件投入的情况下应用于在线监测系统。仿真结果表明,该算法精度较高,能有效减小PT角差对介质损耗测量的影响。在理论分析的基础上,本文设计了一套变压器套管介质损耗在线监测系统。该系统采用分层分布式结构,上位机是位于主控室内的计算机,现场测量单元采用数字信号处理芯片(DSP)TMS320F2812作为处理器。详细给出了前端数据采集等功能模块的设计方案和硬件电路。在软件设计上则介绍了整个系统的软件结构规划和各个模块功能的划分,说明了各个模块软件的功能及实现方法。