亿博电竞 亿博官网亿博电竞 亿博官网我们构建变压器的控制系统,对于变压器进行过程管控,维持电力系统的正常运行,并对变压器的运行情况检测、传输等,同时通过该系统可对变压器的故障进行及时提示,对于信息进行分析并输出结果,并对故障情况做出应对策略[1],因此这一系统的构建对于保证电力变压器与电力系统的正常运行发挥着重要作用。电力变压器的实际运营过程中,许多系统性问题需要维护,该方案研究是结合国内外已有的相关经验并对其进行归纳总结,该方案研究针对小波神经的电力系统进行改善,集合目前较为先进的传感技术与集成技术,对于子系统构建并引入了人工蜂群算法,将其进行整合的实时检测与智能故障诊断系统,总体上能够很好的实现变压器的监测与诊断功能。

　　系统总体结构。在查阅大量相关研究资料与进行实地调研后,结合实际情况对油浸式变压器故障产生机理及传统故障诊断手段进行分析研究后,进行油浸式变压器在线监测与智能故障诊断系统的整体综合构建。相关参数的采集和预处理工作均由系统中的各监测子系统完成,随后经交换机和转换器上传终端,从而进行故障诊断工作。该系统还具备相关的辅助功能对结果进行存贮与输出,该系统主要涵盖监控、网络、检测以及子系统组成(图1)[2]。

　　系统诊断策略。就系统诊断策略而言,因变压器故障具有复杂性的特点,同时环境因素变化的随机性,均会对诊断造成一定的影响。因此仅依靠单一监测子模块监测的异常数据,并不能对故障原因做出准确判断,电力安全的相关规定并不会认可其诊断结果。并且就单一监测子模块的具体监测情况来说,可能会出现在某些瞬时性扰动作用下,子模块短时故障参数异常,但很快恢复正常运行的情况;也会出现在某些潜伏性故障发生时,子模块测得的数据并未显示异常的情况,因此,为获取更为准确的故障诊断结果,往往还需要进行油色谱分析找出潜伏故障[3]。

　　在实际运行过程中变压器故障各有特点,比例各不相同。根据国家电网公布数据,经过整理归纳得出各故障类型所占比例情况为:过热性故障62%,高能放电17%,过热兼高能放电11%,火花放电8%,局部放电2%[4]。因此在进行故障诊断系统的实际设计时,既要考虑各故障的普适性,也应参考各故障发生概率的大小情况,从而在设计时对重要参数进行重点检测,从而进行有侧重的排查。本方案对于各系统故障进行分类诊断并得出精确结果,主要涉及的子系统以及模块主要包括油色谱、温度、局部放电、油中微水以及铁芯接地五类监测的子系统。

　　本文在进行监测系统的构建时,在控制器的选择上采用高性能嵌入式32位ARM微控制器STM 32F103,在传感器的选择上使用QM-N5气敏传感器,油色谱监测模块结构如图2。该系统在正常工作中,可通过本体取油阀把变压器的油取至脱气机,并采用了比较先进的顶空脱气法保证油的循环。在油的气液达到平衡时进行分离,系统高效地得到气液混合气体,通过色谱进行分离各组气体并检测各组气体的浓度,得出数据后可将数据至控制器,并经过直流交流的转换后上传至上位机进行分析,得出具体的运行数据。

　　在电力行业中测温方式众多,红外测温是最为常见和主要方式之一,具备原理简单、安装便捷与经济实惠的显著优点,其不足主要包括:受环境影响较大,测温时需与待测物体保持在一定距离以内;变电站的封装现状使运行状态无法人工巡检,实现检测;不能及时响应、及时处理故障。在该系统中,通过光纤多点温度在线监测系统来对温度进行检测,并针对光纤光栅进行传感,这是目前最为先进的技术之一,不仅精度高、容量大、稳定性强等,同时具备较强的抗电磁干扰和耐高压能力。主要优势特征及具体参数如下:精度高。温度精度在正负0.1℃范围内,分辨率在0.01℃范围内;容量较大。该系统可接32路传感器,每路可检测12个检测点;响应时间较短。在6秒内可及时发现处理故障;测量范围在-30～180℃范围内,范围较广。

　　变压器放电主要的检测针对于放电中产生的声波、脉冲、辐射以及光等情况的特高温度。相应的,在对变压器局部放电的检测上主要有电脉冲检测法、超声波检测法、光测法、红外检测法等。脉冲电流法和超声波检测法是我国电力系统中最常见的检测方法,脉冲电流法是目前国际上唯一有明确标准的。在实际操作中,IEC-60270测量的使用范围比较广,但这一方法仍存在一定程度上的不足,主要表现为测量频带窄、频率低、信息量少。随着技术的不断进步发展,在信号的分析与处理方面,采用以神经网络、支持向量机、专家系统等为代表的智能策略,通过智能算法测量数据进行更深入的分析处理,将其适用性极大的提高。

　　变压器局部放电监测子系统硬件结构主要有UHF高频传感器、电缆、信号处理单元和通讯模块等部分(图3)。在对变压器油中微水含量监测上,使用WS-2100型微量水分测定仪,该测定仪采用卡尔·费休法,原理是针对于电荷与电解水分子有关,这一方法在国际工业水分测定中被广泛应用。WS-2100型测定仪能根据公式换算反应的电荷量为水分子数,并将数据进行实时显示。相比传统测量方法主要优势在于其实时性,还具有反应迅速、成本低廉且精度较高的显著优势,这种情况对于综合化诊断作用较大。

　　变压器的铁芯接地会产生电流,但经测量发现其有效值较小,仅有几毫安或十几毫安,从我国电力设备相关标准化实验规程来讲,变电站变压器接地的电流值必须在一定范围内,值为0.1A至0.8A,如在实际运行过程中铁芯电流超出这一范围就需进行检测关注。多处接地故障发生时,铁芯电流大于0.1A、电压大于200V时,一般在保证安全的前提下、在故障发生时尽量不关闭运行,因此可选择在接地回路中串联大功率电阻达到降低过电流的作用。之后,可在对变压器季度检修或发生其他故障停止运行时,通过冲洗等方法对于故障进行排查,其监测子系统硬件结构如图5。

　　监测系统进行检测时,当传感器对于检测系统进行在线监控,并通过数模转换及时计算出电流的有效值,当数值大于规定的0.1A时则系统会投入限流电阻并报警,对故障进行排除,减少电流影响,并将信息传递至上位机,经过上位机的诊断后会对结果进行处理(图5)。

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