变压器状态监测与诊断系统（三）

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                            5.2 局部放电在线监测子系统
    变压器内部故障分为过热和放电两大类。过热性故障发展较缓慢，在短时间内不会酿成事故。而局部放电性故障，尤其是匝、层间和围屏的局部放电，就大不相同了。因为当这些部位的绝缘受损后，其沿面放电电压将降低，在受到内部或外部过电压的冲击后，绝缘性能迅速下降，引起局部放电及至发展成电弧放电而烧毁。因此，采取可靠的局部放电监测手段可有效防止设备事故的发生[7]。
    局部放电在线监测子系统采用模块化设计，便于拓展应用。硬件模块包括传感器、放大器、信号调理、采集卡、监控主机等，模块之间主要依靠BNC双屏蔽同轴电缆相联接。变压器上的局放信号经传感器耦合后送入放大器，放大之后的信号由多路转换巡回选通两路信号通过采集卡进行数据采集。分析软件对采集的局部放电数据抗干扰等数字处理，获得放电量、三维放电图谱、工频放电图谱、放电趋势图等指标，并将结果通过网络接口传送个MDDTM 主机系统，在数据库中存储。另外，为了获得每次采集的工频相位信息，利用高压侧电压互感器(PT)信号经信号预处理后来触发采集卡采集。
    5.3 套管绝缘在线监测子系统
    套管绝缘在线监测子系统主要监测变压器套管的介质损耗、等值电容、泄漏电流、环境温湿度等，并根据监测数据采用相对比较等分析方法对被监测设备的绝缘状况作出诊断。
    该子系统采用全数字式交流同步采集及自适应信号处理技术对介质损耗进行测量，从根本上解决了以往产品采用的“过零比较法”测量介损时由于谐波影响及模拟电子线路原器件漂移造成的数据稳定性差的弊病。真正实现了测量的高精度、高稳定度。传感器设计成自动补偿方式，受温度、振动及磁滞回线的影响要小；磁芯采用高导磁率的玻莫合金材料，线性度、稳定性高，性能好。单匝穿芯式结构，不影响被测设备的安全性；外壳采用多重屏蔽特殊结构设计，抗干扰性能强。而在数据处理时，对传感器受到的温度和磁滞回线的影响进行修正。
    6 变压器故障诊断系统
    针对电力变压器故障诊断专家系统的现状， MDDTM 变压器状态监测与故障诊断系统开发了“电力变压器故障诊断专家系统V1.0”。该系统以在线监测系统获取的监测数据为基础，充分利用在线监测数据的动态特性，融合多类型的在线监测数据，结合了人工神经网络和专家系统技术，开发了综合型智能动态诊断专家系统。系统利用神经网络完成知识获取、推理和知识库维护等任务，专家系统部分负责与用户交互，对输入信息预处理，以及对神经网络输出进行综合分析[8]。  
    对设备实施多参数、多种故障特征信息的在线监测是故障综合诊断的基础，在线监测系统提供的连续数据保证了电力变压器故障诊断专家系统V1.0具有动态特性，可以对设备潜在故障的发展趋势作出有效的判断，本诊断系统的多信息综合和动态诊断特性是区别于以往类似系统的主要特征。
    7　远程监测网络
    该系统的系统结构由远程监控主站系统、现场监控子站系统构成，两者之间通过通讯网络构成一个有效的整体，并在主站端与MIS系统其总体结构如图3所示。
    子站主要完成对变电站内的所有变压器状态的数据采集、处理以及一些简单的存储、打印和分析功能，并实现数据上送。主站主要实现对地区或省内所有在线监测设备监测的信息的统一管理、数据分析、高级应用，实现与其他系统如MIS等的数据共享。
    通信网络主要提供主站和子站间的通信链路。子站与主站的通信有两种方式，其一是通过电力数据网SPDnet以TCP/IP方式与主站相连；其二是以电话拨号的方式通过公共电话网与主站通信。由于该系统应用的各个变电站基本上已经铺设了光纤，而且目前的网络技术已经比较成熟，因此子站和主站间的通信主要采用第一种方式。  
图3 远程监测网络拓朴



    8 结论
    本文适应发电厂变电设备和状态检修的需要，开发了集成式变压器在线监测和故障诊断系统MDDTM 。该系统包括变压器油色谱在线监测等6个子系统，并具有良好的可扩展性。既能够实现各个监测装置实时数据的远传和集中存储，并通过与生产MIS系统等外部系统的数据交互，实现数据综合分析。
参考文献
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[5] 刘娜, 谈克雄, 高文胜. 基于油中溶解气体谱图的变压器故障识别方法. 清华大学学报(自然科学版), 2003, 43(3):301-303.
[6] 李宁先, 章金谋, 李镓等. 变压器油中气体色谱分析方法和仪器发展现状. 变压器, 2003, 40(8):20-23.
[7] Electric Machinery Committee of the IEEE Power Engineering Society. IEEE Trial-Use Guide to the Measurement of Partial Discharges in Rotating Machinery (IEEE Std 1434-2000). The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2000.
[8] 国家电力公司. 火力发电厂实施设备状态检修的指导意见. 中国电力, 2002, 25(2):1-5.