朱德虎

西門(mén)子變壓器（武漢）有限公司 湖北武漢 430415

電力系統(tǒng)是我國(guó)能源輸出的重要系統(tǒng)，直接關(guān)系我國(guó)的居民生活和工業(yè)生產(chǎn)。電力變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其故障就會(huì)導(dǎo)致電力傳輸出現(xiàn)問(wèn)題。因此為確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)其的故障診斷變的尤為重要。

1 電力變壓器的常見(jiàn)故障

電力變壓器主要由鐵芯、繞阻、變壓器油、調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)等四部分組成，也就是說(shuō)電力變壓器的主要故障就來(lái)源于這四部分的故障。①鐵芯故障，鐵芯即硅鋼片跌積而成的鐵芯柱，鐵芯柱需要有夾緊措施，一般通過(guò)穿心螺桿實(shí)現(xiàn)，一旦螺桿的絕緣體發(fā)生損壞會(huì)引起變壓器內(nèi)部過(guò)熱，過(guò)熱會(huì)引起變壓器油的分解，可能造成嚴(yán)重的事故。②繞阻故障，繞阻故障的主要原因是絕緣出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)繞阻的絕緣損壞時(shí)，繞阻就會(huì)出現(xiàn)相間短路、匝間短路或斷線等現(xiàn)象。另外，繞阻故障的發(fā)生原因還可能是繞阻受潮或者絕緣油內(nèi)摻進(jìn)了雜質(zhì)等。③變壓器油故障，變壓器油出現(xiàn)故障是最為危險(xiǎn)的故障，變壓器油的油溫超標(biāo)時(shí)，加速油的分解，可能造成變壓器內(nèi)部擊穿，從而可能造成變壓器著火，嚴(yán)重情況下可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓。④調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)故障，故障一般發(fā)生在分接開(kāi)關(guān)的觸頭部位，與一般家用的電力接頭故障成因基本一致，即由接觸不良引起[1]。

2 智能診斷方法在電力變壓器故障識(shí)別中的應(yīng)用

2.1 智能診斷方法在電力變壓器故障識(shí)別中的實(shí)例分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，智能診斷方法越來(lái)越完善。結(jié)合多年的工作實(shí)踐，目前電力系統(tǒng)中的智能診斷方法主要包括以下幾種：①基于專(zhuān)家系統(tǒng)的方法?；趯?zhuān)家系統(tǒng)的診斷方法是電力故障診斷常會(huì)用到的方法，其主要是通過(guò)利用交互性的知識(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)不確切信息的推理，以此解決復(fù)雜的故障問(wèn)題；②基于模糊推理方法。基于模糊推理就是利用故障的特征對(duì)其進(jìn)行診斷；③基于智能計(jì)算的方法。智能計(jì)算是診斷前沿技術(shù)，最典型的是遺傳算法；④貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)就是擁有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，通過(guò)選用圖形簡(jiǎn)單易懂地描述概率分布。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)故障診斷流程：第一步，采集樣本數(shù)據(jù)，選擇好訓(xùn)練樣本數(shù)和測(cè)試樣本數(shù)。第二步，使用weka中的各種離散方法對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行離散化。第三步，利用離散后的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，建好貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。第四步，對(duì)測(cè)試樣本集進(jìn)行分類(lèi)預(yù)測(cè)。為了準(zhǔn)確剖析智能診斷方法在變壓器故障識(shí)別中的應(yīng)用價(jià)值，本文以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行分析。

2.2 二次回路物理鏈路建立

智能變電站內(nèi)典型間隔的過(guò)程層二次回路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示（圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、U、V為光纖網(wǎng)絡(luò)端口；圖中K、L、M、N、P、Q、R、S、T、W、X、Y為物理光纖）。通過(guò)分析，智能站內(nèi)與過(guò)程層通信相關(guān)的主要有這幾類(lèi)設(shè)備：智能二次設(shè)備：主要包括智能終端、合并單元、數(shù)字式保護(hù)裝置、數(shù)字式測(cè)控裝置等；交換機(jī)：本系統(tǒng)主要涉及的是過(guò)程層交換機(jī)；光配設(shè)備：包括光纖配線架和光纜終端盒等，建立的物理模型中將主要包含這幾類(lèi)設(shè)備[2]。

二次回路的智能診斷需要將二次回路物理鏈路的數(shù)據(jù)化，將物理鏈路信息轉(zhuǎn)換成可以分析的數(shù)據(jù)信息。為獲得物理鏈路信息，系統(tǒng)首先需要導(dǎo)入物理鏈路配置文件，從文件中提取相應(yīng)的信息，形成智能變電站內(nèi)二次設(shè)備端到端的物理拓?fù)鋱D；對(duì)于通過(guò)交換機(jī)形成的回路，還需通過(guò)利用站內(nèi)VLAN劃分及SCD文件中物理端口的信息，獲取跨交換機(jī)的物理鏈路信息；以上訴步驟為基礎(chǔ)，形成包含智能變電站二次設(shè)備直聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)間接連接的完整的物理鏈路拓?fù)鋱D。

圖1 智能變電站內(nèi)典型間隔物理鏈路拓?fù)鋱D

2.3 物理回路與虛回路融合

智能變電站內(nèi)二次設(shè)備建立了完整的模型及數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，根據(jù)IEC61850規(guī)約，SCD文件完整描述了智能二次設(shè)備對(duì)外輸出及其自身需要輸入的信息，每個(gè)裝置都配置了自身的輸入量及其來(lái)源。

基于SCD文件，虛回路的建立相對(duì)比較容易，通過(guò)導(dǎo)入SCD文件中虛端子的信息即可形成站內(nèi)二次設(shè)備虛回路信息流圖。根據(jù)SCD文件中每個(gè)裝置各數(shù)據(jù)集輸出的光口信息及輸入信息光口信息，結(jié)合端口所連接光纖標(biāo)識(shí)以及二次回路物理鏈路拓?fù)淇傻玫教摶芈放c物理鏈路的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以構(gòu)建站內(nèi)虛實(shí)結(jié)合的完整的二次回路架構(gòu)信息[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

智能變電站標(biāo)準(zhǔn)化的信息傳輸、信息共享的理念，為站內(nèi)各類(lèi)高級(jí)應(yīng)用提供了基石。所述方法充分利用了站內(nèi)各設(shè)備給出的狀態(tài)信息及網(wǎng)絡(luò)上所流動(dòng)的各種數(shù)據(jù)，并依賴(lài)各個(gè)虛回路中存在的相關(guān)性及耦合特點(diǎn)來(lái)自動(dòng)、智能的分析判斷出二次回路中存在的故障點(diǎn)。據(jù)文中方法所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)在工程應(yīng)用中，取得了良好效果。