左學(xué)榮

(焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司供電工程分公司,河南焦作 454000)

電力系統(tǒng)中電力變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷方法

左學(xué)榮

(焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司供電工程分公司,河南焦作 454000)

隨著我國(guó)社會(huì)水平的提升,經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn),我國(guó)的電力產(chǎn)業(yè)也在這個(gè)過程中得到了良好的發(fā)展,其中電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)設(shè)備,其運(yùn)行的穩(wěn)定與否將直接關(guān)系到電力的傳輸。而為了能夠?qū)﹄娏ψ儔浩鬟M(jìn)行更好的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),就需要我們能夠以一種更好的方式對(duì)其進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)以及故障的及時(shí)診斷。

電力系統(tǒng) 電力變壓器狀態(tài) 線監(jiān)測(cè) 故障診斷

1 引言

在我國(guó)電力系統(tǒng)中，電力變壓器是其中非常核心的一項(xiàng)設(shè)備，只有其可靠、安全的運(yùn)行才能夠使整個(gè)電力系統(tǒng)的供電行為能夠得到保證。而如果電力變壓器在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障，那么就會(huì)直接對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成非常大的危害，也會(huì)對(duì)整個(gè)電力用戶以及電力企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于目前來說，電力變壓器故障出現(xiàn)的情況同其負(fù)荷的容量、運(yùn)行環(huán)境以及絕緣方面都具有一定的聯(lián)系，而僅僅通過一定事前預(yù)防的維修方式則不能夠較為及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，這種情況的存在就使得我們應(yīng)當(dāng)能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，從而能夠在變壓器工作的過程中能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題。

2 變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于變壓器來說，其在線監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目主要有分接開關(guān)、局部放電以及負(fù)荷電壓、功率、電流等等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。通過這一系列項(xiàng)目的在線監(jiān)測(cè)則能夠較為有效的對(duì)變壓器進(jìn)行一個(gè)全方位的監(jiān)測(cè)，從而獲得同變壓器現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)符合的信息。而通過這部分信息的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合變壓器自身智能診斷系統(tǒng)的應(yīng)用則能夠有效的對(duì)變壓器實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

通過圖1可知，此系統(tǒng)是由很多個(gè)通道的傳感器數(shù)據(jù)所采集的，并且能夠通過傳感器信號(hào)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并能夠?qū)?shí)際現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)也能夠通過上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊模塊以及核心處理器C8051F020的外圍電路組成。而在該系統(tǒng)中，則能夠通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳播采集來將這部分傳感器的微水含量、傳感器的溫度以及其他多路氣敏傳感器在實(shí)際運(yùn)行過程中所采集到的信號(hào)經(jīng)過一系列濾波以及放大工作后傳送到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換接口之中，并由一系列轉(zhuǎn)換之后將最終的數(shù)字量存儲(chǔ)到單片機(jī)存儲(chǔ)器之中。而當(dāng)接收到此部分?jǐn)?shù)據(jù)之后，則會(huì)對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障診斷以及初步的判斷，并能夠?qū)⑦@部分處理的結(jié)構(gòu)直接傳輸?shù)斤@示屏上進(jìn)行顯示。

3 變壓器故障診斷

變壓器由于自身制造工藝較為復(fù)雜以及其所在運(yùn)行環(huán)境不是特別穩(wěn)定等特點(diǎn)而使其具有相對(duì)復(fù)雜的故障機(jī)理，其最為明顯的表現(xiàn)就是在同一種故障模式中，也會(huì)存在很多種不同的故障特征，而這種故障特征之所以出現(xiàn)也是由于很多種故障模式經(jīng)過一系列共同的作用而形成的。通過信息融合技術(shù)，則能夠較為有效的將不同信息源所傳達(dá)出來的數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行一定的綜合處理，從而能夠通過此種方式來獲得不同的故障特征量，并且能夠在此過程中來獲取對(duì)于同一對(duì)象的變壓器的信息，并將其進(jìn)行良好的融合應(yīng)用，最終使得變壓其能夠更為可靠、準(zhǔn)確的進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)以及診斷工作。而對(duì)于其信息融合來說，而主要分為以下幾種融合方式。

圖1 變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)層融合

如果想使這種數(shù)據(jù)層的融合效果更好，那么就需要保證其中傳感器必須同數(shù)據(jù)層之間是相互匹配的，并能夠在匹配的基礎(chǔ)上使雙方能夠保證數(shù)據(jù)層面的關(guān)聯(lián)，并最終使其能夠保證相同目標(biāo)的融合工作。而在數(shù)據(jù)融合方式方面，則存在加權(quán)平均法、算數(shù)平均法以及曲面擬合法。

3.2 特征層數(shù)據(jù)融合

特征層的數(shù)據(jù)在整個(gè)系統(tǒng)中處于中間的地位，其能夠從信息源的信息中來選取符合自身需求的特征信息并對(duì)其進(jìn)行一系列的綜合處理以及分析，而對(duì)于所提取的特征信息來說則是原始部分信息的統(tǒng)計(jì)量以及標(biāo)示量等等，之后再按照一定的特征信息提取對(duì)其中數(shù)據(jù)源進(jìn)行一定的綜合分析以及分類處理。而在這個(gè)過程中，其所使用的融合方式也正是對(duì)于模式進(jìn)行識(shí)別的技術(shù)，并且能夠在實(shí)際融合開始之前通過一定的傳感器變換來將不同的傳感器中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)一，并在數(shù)據(jù)配準(zhǔn)之后對(duì)其進(jìn)行一定的關(guān)聯(lián)處理。

3.3 決策層數(shù)據(jù)融合

決策層中的數(shù)據(jù)則屬于系統(tǒng)的最高級(jí)別，其也正是這三級(jí)不同層數(shù)據(jù)的最終融合結(jié)果。對(duì)于每個(gè)傳感器而言，其對(duì)于所監(jiān)測(cè)的目標(biāo)都是進(jìn)行最初的預(yù)處理、特征提取以及最終識(shí)別等等來完成對(duì)于所監(jiān)測(cè)目標(biāo)的判斷，而當(dāng)完成這種初步判斷之后，才能夠通過一定的關(guān)聯(lián)處理來依據(jù)相應(yīng)的方式來獲取最終的決斷，而這種最終的決斷則能夠?yàn)樽罱K指揮控制的系列決策提供最終的依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來說，電力變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定情況對(duì)于電力的輸送以及發(fā)展都具有重要的作用，需要我們能夠?qū)ζ湟鸪浞值闹匾暋Ｔ谏衔闹?，我們?duì)于電力系統(tǒng)中電力變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷方法進(jìn)行了一定的研究與分析，而在實(shí)際應(yīng)用過程中，也應(yīng)當(dāng)良好的聯(lián)系實(shí)際，從而以更為有效的方式來保障診斷結(jié)果的及時(shí)、正確。

[1]張忠會(huì),章 璟 ,歐峻彰.基于GPRS的一種新型電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010(09)：105-108.

[2]候江江,袁園,周超.電力變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技信息(科學(xué)教研),2008(19)：313-313.

[3]趙振男,杜創(chuàng),朱天華,王永屹.在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)在烏金峽電站的應(yīng)用[J].水電廠自動(dòng)化,2010(01)：46-48.