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　　變壓器在線監(jiān)測(cè)及微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)許坤南自科技發(fā)展有限公司210003了變壓器在線監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)之間的聯(lián)系和研制保護(hù)測(cè)控在線監(jiān)測(cè)綜合專家系統(tǒng)的可行性，并提出了系統(tǒng)實(shí)施的術(shù)方引言變壓器是電力系統(tǒng)中的個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它的良好運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全具有重要的意義。據(jù)國(guó)外近幾年要滯繼電保護(hù)裝置擊保護(hù)變器，而絕緣損耗前上要是靠變壓器定期檢修和及時(shí)監(jiān)測(cè)來發(fā)現(xiàn)但定期檢修制度對(duì)于變壓器來說有它致命的缺點(diǎn)，由于檢修周期長(zhǎng)，現(xiàn)行的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)絕緣的發(fā)展性故障反映不靈敏。發(fā)展速度在幾天至幾周的局部缺陷往往+能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，造成的事故在變樂器故障中所占比例較大。開展?fàn)顟B(tài)檢修，對(duì)變壓器進(jìn)行有效地在線監(jiān)測(cè)，做到有針對(duì)性的檢修維護(hù)，才能達(dá)到早期故障預(yù)報(bào)避免惡性事故發(fā)生的的。

　　多年來屯力系統(tǒng)變壓器繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作正確宇宵遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于線路抓。1他元件保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)原埋在變壓器上的運(yùn)用也需進(jìn)步完拎和提高。在電氣設(shè)備中發(fā)電機(jī)斷路器，等元件現(xiàn)基本形成了相對(duì)固定和成熟的在線監(jiān)測(cè)方法，但變壓器，前尚無1行業(yè)成地岡標(biāo)準(zhǔn)。究其原因足多方面的。從變壓器本身來看，它的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，現(xiàn)場(chǎng)干擾水相付人而復(fù)雜；變壓器故障和絕緣損耗過程中往往有電壓電流磁場(chǎng)振動(dòng)機(jī)械力溫度油聲波氣體等物理量變化；而早期的內(nèi)部故障量如局部放電反應(yīng)到外部相對(duì)較為微弱。現(xiàn)國(guó)內(nèi)變壓器的在線監(jiān)測(cè)往往是對(duì)某種方法做的研究，如脈沖屯量法測(cè)部放屯1測(cè)變壓器理組變形油中氣體檢測(cè)等。但每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和局限性，用單的在線監(jiān)測(cè)方法或保護(hù)說理去實(shí)現(xiàn)變壓器在線保護(hù)，往往不能避開本身方法的不足，且容易出現(xiàn)判斷的不準(zhǔn)確和診斷數(shù)據(jù)的盲區(qū)計(jì)律數(shù)據(jù)超出診斷判據(jù)范。綜合專家系統(tǒng)的研宄可能克服這些缺點(diǎn)，更加準(zhǔn)確全地診斷變壓器的故障和絕緣狀態(tài)，直以來。變壓器保護(hù)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)分，繼電保護(hù)和高電壓技術(shù)兩個(gè)不同專業(yè)，但事實(shí)上，兩個(gè)專業(yè)具有很人的關(guān)聯(lián)性。它們?cè)谧鞒鰧?duì)象采集物理斌信號(hào)處理分析產(chǎn)品硬件平臺(tái)安裝和維護(hù)等諸多方面有定的聯(lián)系。如果把變壓器保護(hù)和在線監(jiān)測(cè)綜合起來，把者采集到的參數(shù)和計(jì)算結(jié)果互為參考綜合判斷，可提高故障和絕緣診斷的全面性和真實(shí)性。另外，專家系統(tǒng)的運(yùn)用，電力部門可從投資安裝運(yùn)行維護(hù)等諸多方面節(jié)省定國(guó)內(nèi)尚無變壓器在線監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)綜合系統(tǒng)方面研究和綜合運(yùn)用氣體局放超聲等方法在線監(jiān)測(cè)變壓器方面的產(chǎn)品，針對(duì)這個(gè)空白點(diǎn)，該方案將在這個(gè)領(lǐng)域作些試和探索。

　　2變壓器在線監(jiān)測(cè)與微機(jī)保護(hù)的綜合運(yùn)用2.1變壓器在線0認(rèn)監(jiān)測(cè)技術(shù)與瓦斯保護(hù)的關(guān)聯(lián)性大多數(shù)變壓器都是充油變壓器，當(dāng)變壓器出現(xiàn)局部過熱或電弧放電，都將使液態(tài)〉化合物變壓器裂解氣態(tài)1化合物，根椐你則油中氣體的組分和含量就可以判別出故障的性質(zhì)及其嚴(yán)重程度。在1996年的，1丁596預(yù)試規(guī)程中，汕氣體分析法己經(jīng)列為油浸變壓器32項(xiàng)預(yù)試項(xiàng)目之首。

　　德國(guó)的札80只81等就將00人技術(shù)的傳感器裝在氣體繼電器上。并設(shè)計(jì)取代氣體繼電器。使未溶解故障氣體在進(jìn)入儲(chǔ)油柜過程中，由氣體傳感器檢測(cè)到。

　　當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重突發(fā)性故障時(shí)，故障氣體還未大帶生成或產(chǎn)氣速率較慢時(shí)。瓦斯繼電器和10裝置均來不及反應(yīng)。其他種類的變壓器保護(hù)，如差動(dòng)保護(hù)已經(jīng)快速跳閘切除故障，這時(shí)瓦斯保護(hù)基本已經(jīng)失去作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)變壓器上安裝的瓦斯保護(hù)很少動(dòng)作，重要的原因就是它的動(dòng)作速度比起差動(dòng)保護(hù)來說慢得多，變壓器微機(jī)保護(hù)中只要差動(dòng)保護(hù)能正確動(dòng)作。瓦斯保護(hù)就形，虛設(shè)。

　　在線1技術(shù)能檢測(cè)到變壓器內(nèi)部故障的提前發(fā)生量，在嚴(yán)重性故障發(fā)生之前就能預(yù)知它，在定程度上可彌補(bǔ)瓦斯保護(hù)的不足。

　　2.2綜合運(yùn)用繼電保護(hù)和在線監(jiān)測(cè)原理監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部故障對(duì)于變壓器內(nèi)部的發(fā)展性故障和些故障初期。用在線監(jiān)測(cè)來監(jiān)視是十分靈敏的。只有當(dāng)故障發(fā)展到定水平時(shí)，微機(jī)保護(hù)才能檢測(cè)到故障信號(hào)。對(duì)于那些保護(hù)還不能檢測(cè)到，但發(fā)展快速的故障，當(dāng)它運(yùn)時(shí)。，線監(jiān)測(cè)功能模塊將及時(shí)作出警報(bào)。同時(shí)向有關(guān)部門建議變壓器停電檢修，當(dāng)在獲得授權(quán)情況下在線監(jiān)測(cè)模塊也可以立接去跳閘，這對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)定值的意義將是種挑戰(zhàn)。對(duì)于檢測(cè)變壓器內(nèi)部故用2所的在線監(jiān)測(cè)和微機(jī)保護(hù)相互配合的方法。將可以提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)故障另外，對(duì)于內(nèi)部突發(fā)性故障來說差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度要快于在線監(jiān)測(cè)模塊。在線監(jiān)測(cè)模塊作出的判斷是不會(huì)影響保護(hù)正確動(dòng)作的。當(dāng)保護(hù)失電或拒動(dòng)情況1.在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能起到后備保護(hù)作用。這也將提高變壓器保護(hù)的可滯性。

　　3變壓器在線監(jiān)測(cè)與微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)的研究3.1變壓器在線監(jiān)測(cè)及微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)的主要技術(shù)原理變壓器在線監(jiān)測(cè)和微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)的研制涉及和綜合了變壓器繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)高分子材料化學(xué)分析傳感器技術(shù)通訊技術(shù)等多學(xué)科和專業(yè)的知識(shí)。系統(tǒng)中運(yùn)到的技術(shù)原理和分析依據(jù)眾多，其中主要的關(guān)鍵性技術(shù)問有為變壓器選擇合適的差動(dòng)保護(hù)原理；變壓器在線油色測(cè)量變壓器局部放電及抗干擾技術(shù)；超聲波檢測(cè)定位變壓。器故障點(diǎn)空間位置綜合方法的變壓器絕緣故障的專家診斷系統(tǒng)變壓器等值老化原則及在不同負(fù)荷下的過渡溫升計(jì)算；多，的網(wǎng)絡(luò)警報(bào)迮議停電。

　　密切跟蹤保護(hù)及監(jiān)，功壓器保護(hù)裝置測(cè)控裝置在線，人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線局放測(cè)量系統(tǒng)在線故障定位系統(tǒng)等，它們可替代通常意義的變壓器微機(jī)保護(hù)及在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。

　　系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)梭塊遙測(cè)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊具備自己的人0采樣系統(tǒng)，能保證對(duì)大量不同頻段數(shù)據(jù)處。，微機(jī)保護(hù)投塊包括遙口的測(cè)砧遙測(cè)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊中除了遙測(cè)量和狀態(tài)量的測(cè)量外，還包含單獨(dú)的局部放電測(cè)量模塊。為了保證對(duì)局放信號(hào)2，1以1的采柞頻率和對(duì)數(shù)據(jù)的高違運(yùn)算，由專門的。0系統(tǒng)來完成對(duì)局部放屯測(cè)景。

　　另外在變壓器上安裝多個(gè)超聲傳感器，利用超聲波檢測(cè)進(jìn)行變壓器內(nèi)部故障點(diǎn)的空間幾何定位。系統(tǒng)中裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)和戶模塊的1抒機(jī)放置于集，室中。專家系統(tǒng)，放人量的貨吒器絕緣狀態(tài)數(shù)，組成的數(shù)據(jù)庫(kù)，可力家系統(tǒng)付變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的分析判斷。后臺(tái)工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間由遙控遙調(diào)及通訊投塊實(shí)現(xiàn)通訊連接，10投塊還妝谷實(shí)現(xiàn)遙控遙調(diào)功能。系統(tǒng)饑成楨塊3.

　　系恍供嗥。電戍薺遒測(cè)濟(jì)解油氣作油水分3.3變壓器在線監(jiān)測(cè)及微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)的主要功能變壓器繼屯保護(hù)和遙遙測(cè)幾備變壓器動(dòng)保妒后備保護(hù)關(guān)量保護(hù)功能，能實(shí)，采集電流電壓有功無功功率因數(shù)頻率等信息量，可采集電度電度量。能進(jìn)行諧波測(cè)量和9圯夫，圈傳器通訊技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

　　3.2變壓器在線監(jiān)測(cè)及微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)的組成在變壓器的運(yùn)行過程中，它的各個(gè)物理量是不停變化的，它們之間是矛盾的統(tǒng)體。研究它們之間的相互關(guān)系和變化。從整體1而不足從，量來監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行。可更好地預(yù)知變壓器，前的整體工作狀態(tài)。把保護(hù)測(cè)控狀態(tài)監(jiān)測(cè)幾部分綜合化的優(yōu)點(diǎn)之就是可以對(duì)變壓器的各個(gè)變化的物理量進(jìn)行統(tǒng)采集處理和綜合判斷分析。另外，系統(tǒng)中大部分模塊還可實(shí)現(xiàn)硬件資源共享，實(shí)現(xiàn)硬件個(gè)臺(tái)統(tǒng)化。從整個(gè)系統(tǒng)來，可使硬件大人簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)硬件資源優(yōu)化配置。

　　系統(tǒng)構(gòu)成包括了微機(jī)保護(hù)模塊遙測(cè)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)梭塊遙控遙調(diào)及通訊模塊專家系統(tǒng)用戶模塊及通信模塊兒部分。其中微機(jī)保護(hù)模±，遙測(cè)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)梭塊遙摶遙調(diào)10及通訊模塊組成汽能裝迓，現(xiàn)場(chǎng)放迓廠變壓，附近，現(xiàn)場(chǎng)各大模塊邡，的，運(yùn)系統(tǒng)，把模塊單獨(dú)獨(dú)立來，就1以構(gòu)成+的功能裝置，如變動(dòng)。次1測(cè)炻次后備次1氣體，電骼述值，切外岈溫後保護(hù)。手動(dòng)。動(dòng)柁斛汴關(guān)擰印諫能功能故障錄波，并可采集變壓器外部如開關(guān)隔離刀闡等遙信信量。可遠(yuǎn)方就地實(shí)現(xiàn)定值修改，保護(hù)投在線監(jiān)測(cè)記錄分析和我，斷系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)測(cè)和分析記錄功能，并具有強(qiáng)大的專家診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)可直接監(jiān)測(cè)變樂器運(yùn)，的些參數(shù)，如環(huán)境溫度油溫繞組溫度電流電壓，尖狀況等，這些原始數(shù)據(jù)可通過傳感器或0丁采集后輸入模塊。系統(tǒng)迎過狀態(tài)監(jiān)測(cè)梭塊對(duì)采集到的倍總量進(jìn)廳處理和運(yùn)算。監(jiān)測(cè)變壓器的油微水汕氣體濃度，功功率無功功率局部放電量大小和趨勢(shì)放電點(diǎn)空間位置等狀態(tài)量。通過專家診斷系統(tǒng)的計(jì)算和綜合分析，系統(tǒng)可診斷出以下結(jié)果①變壓器油中水分含量超標(biāo)報(bào)警，可反映變壓器油的耐壓強(qiáng)度。壓器油中溶解氣體個(gè)；少六種1超標(biāo)報(bào)衿，可反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障程度和類型。，度壓器局部放電量大小測(cè)量和變化趨勢(shì)。1根據(jù)超盧波采集信號(hào)逃行變壓器內(nèi)部放電故障點(diǎn)空間球形定位。壓器風(fēng)扇和泵在線監(jiān)測(cè)，變壓器繞組階段性溫升預(yù)測(cè)，超臨界值報(bào)警。狡壓器過我安全運(yùn)，限。壓器絕緣程度總老化程度使用時(shí)間及壽命。

　　現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果可通過10通訊模塊傳送給后臺(tái)系統(tǒng)，當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障兆頭或嚴(yán)重性絕緣損耗時(shí)，可及時(shí)報(bào)警提醒用戶，對(duì)存在的故障原因進(jìn)行分析記錄和存儲(chǔ)。專家系統(tǒng)對(duì)通過保護(hù)測(cè)控模塊和狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊得到的變壓器狀態(tài)數(shù)據(jù)和中間結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算，可計(jì)算出變壓器運(yùn)行中的線圈繞組的絕緣程度繞組間的絕緣程度和貨壓器的總老化程度，從而能預(yù)測(cè)變壓器的正常工作時(shí)間和使用壽命。

　　動(dòng)態(tài)載荷率運(yùn)行調(diào)節(jié)和有載分接開關(guān)的調(diào)節(jié)由遙測(cè)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊處理得到的變壓器的各參數(shù)如線圈熱點(diǎn)溫度負(fù)荷電流的油溫反應(yīng)等計(jì)算出個(gè)給定負(fù)載的正常工作時(shí)間和給定時(shí)間范圍內(nèi)變壓器大帶載能力，實(shí)現(xiàn)變壓器在不同老化程度下安全工作，對(duì)有載分接開關(guān)實(shí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)中沒卡器的遙打遙調(diào)功炬系統(tǒng)於于動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式，具備就地遠(yuǎn)方控制開關(guān)分合閘，風(fēng)扇泵的控制，有載調(diào)壓開關(guān)的控制等。

　　具有智能控制驅(qū)動(dòng)方式，在變壓器溫升和過負(fù)荷時(shí)動(dòng)開通制冷設(shè)備。

　　5系統(tǒng)具浴與站內(nèi)綜系統(tǒng)通訊和遠(yuǎn)動(dòng)功能套后臺(tái)系統(tǒng)可同時(shí)配備多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)智能裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)多臺(tái)電氣設(shè)備的保護(hù)或監(jiān)測(cè)。變電站中對(duì)要監(jiān)測(cè)的每個(gè)電氣設(shè)備主要是變壓器配置套裝置，多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)裝置與后臺(tái)系統(tǒng)的迎1采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。系統(tǒng)可通過，如1！1或網(wǎng)卡與遠(yuǎn)方調(diào)度通訊。

　　4結(jié)論涌流外部短路和絕緣損耗是變壓器損壞必須抓好變吒器的繼電保護(hù)和線監(jiān)測(cè)作。

　　變壓器保護(hù)和在線監(jiān)測(cè)雖然屬于兩個(gè)不同保護(hù)測(cè)控在線監(jiān)測(cè)的體化專家系統(tǒng)。可簡(jiǎn)化變壓器外部安裝的部件和硬件資源，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)的共享，更加準(zhǔn)確全面地診斷變壓器內(nèi)部故障和絕緣狀態(tài)。

　　采用保護(hù)與在線監(jiān)測(cè)相配合的方法，可彌卟傳統(tǒng)保護(hù)對(duì)變壓器損壞的發(fā)展性故障和故障初期檢測(cè)上的不足，在某種意義上提高了保護(hù)靈敏度和可靠性。變壓器線監(jiān)測(cè)及微機(jī)保護(hù)專家系統(tǒng)方案的提出，在目前該類研究空白的情況下，可作為種新的嘗試和探索，具有定的積極意義。

　　收稿日期2003