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　　變壓器在線監(jiān)測及微機保護專家系統(tǒng)許坤南自科技發(fā)展有限公司210003了變壓器在線監(jiān)測與傳統(tǒng)微機保護之間的聯(lián)系和研制保護測控在線監(jiān)測綜合專家系統(tǒng)的可行性，并提出了系統(tǒng)實施的術(shù)方引言變壓器是電力系統(tǒng)中的個關(guān)鍵設(shè)備，它的良好運行對電網(wǎng)安全具有重要的意義。據(jù)國外近幾年要滯繼電保護裝置擊保護變器，而絕緣損耗前上要是靠變壓器定期檢修和及時監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)但定期檢修制度對于變壓器來說有它致命的缺點，由于檢修周期長，現(xiàn)行的預(yù)防性試驗項目對絕緣的發(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。開展狀態(tài)檢修，對變壓器進行有效地在線監(jiān)測，做到有針對性的檢修維護，才能達到早期故障預(yù)報避免惡性事故發(fā)生的的。

　　多年來屯力系統(tǒng)變壓器繼電保護裝置的動作正確宇宵遠遠低于線路抓。1他元件保護，差動保護原埋在變壓器上的運用也需進步完拎和提高。在電氣設(shè)備中發(fā)電機斷路器，等元件現(xiàn)基本形成了相對固定和成熟的在線監(jiān)測方法，但變壓器，前尚無1行業(yè)成地岡標準。究其原因足多方面的。從變壓器本身來看，它的運行環(huán)境復(fù)雜多變，現(xiàn)場干擾水相付人而復(fù)雜；變壓器故障和絕緣損耗過程中往往有電壓電流磁場振動機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)到外部相對較為微弱。現(xiàn)國內(nèi)變壓器的在線監(jiān)測往往是對某種方法做的研究，如脈沖屯量法測部放屯1測變壓器理組變形油中氣體檢測等。但每種方法都有自己的優(yōu)點和局限性，用單的在線監(jiān)測方法或保護說理去實現(xiàn)變壓器在線保護，往往不能避開本身方法的不足，且容易出現(xiàn)判斷的不準確和診斷數(shù)據(jù)的盲區(qū)計律數(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，更加準確全地診斷變壓器的故障和絕緣狀態(tài)，直以來。變壓器保護和狀態(tài)監(jiān)測分，繼電保護和高電壓技術(shù)兩個不同專業(yè)，但事實上，兩個專業(yè)具有很人的關(guān)聯(lián)性。它們在作出對象采集物理斌信號處理分析產(chǎn)品硬件平臺安裝和維護等諸多方面有定的聯(lián)系。如果把變壓器保護和在線監(jiān)測綜合起來，把者采集到的參數(shù)和計算結(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性。另外，專家系統(tǒng)的運用，電力部門可從投資安裝運行維護等諸多方面節(jié)省定國內(nèi)尚無變壓器在線監(jiān)測繼電保護綜合系統(tǒng)方面研究和綜合運用氣體局放超聲等方法在線監(jiān)測變壓器方面的產(chǎn)品，針對這個空白點，該方案將在這個領(lǐng)域作些試和探索。

　　2變壓器在線監(jiān)測與微機保護的綜合運用2.1變壓器在線0認監(jiān)測技術(shù)與瓦斯保護的關(guān)聯(lián)性大多數(shù)變壓器都是充油變壓器，當變壓器出現(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項預(yù)試項目之首。

　　德國的札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)計取代氣體繼電器。使未溶解故障氣體在進入儲油柜過程中，由氣體傳感器檢測到。

　　當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重突發(fā)性故障時，故障氣體還未大帶生成或產(chǎn)氣速率較慢時。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，如差動保護已經(jīng)快速跳閘切除故障，這時瓦斯保護基本已經(jīng)失去作用。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)變壓器上安裝的瓦斯保護很少動作，重要的原因就是它的動作速度比起差動保護來說慢得多，變壓器微機保護中只要差動保護能正確動作。瓦斯保護就形，虛設(shè)。

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

　　2.2綜合運用繼電保護和在線監(jiān)測原理監(jiān)測變壓器內(nèi)部故障對于變壓器內(nèi)部的發(fā)展性故障和些故障初期。用在線監(jiān)測來監(jiān)視是十分靈敏的。只有當故障發(fā)展到定水平時，微機保護才能檢測到故障信號。對于那些保護還不能檢測到，但發(fā)展快速的故障，當它運時。，線監(jiān)測功能模塊將及時作出警報。同時向有關(guān)部門建議變壓器停電檢修，當在獲得授權(quán)情況下在線監(jiān)測模塊也可以立接去跳閘，這對傳統(tǒng)保護定值的意義將是種挑戰(zhàn)。對于檢測變壓器內(nèi)部故用2所的在線監(jiān)測和微機保護相互配合的方法。將可以提高整個系統(tǒng)對故障另外，對于內(nèi)部突發(fā)性故障來說差動保護的動作速度要快于在線監(jiān)測模塊。在線監(jiān)測模塊作出的判斷是不會影響保護正確動作的。當保護失電或拒動情況1.在線監(jiān)測系統(tǒng)還能起到后備保護作用。這也將提高變壓器保護的可滯性。

　　3變壓器在線監(jiān)測與微機保護專家系統(tǒng)的研究3.1變壓器在線監(jiān)測及微機保護專家系統(tǒng)的主要技術(shù)原理變壓器在線監(jiān)測和微機保護專家系統(tǒng)的研制涉及和綜合了變壓器繼電保護在線監(jiān)測計算機高分子材料化學(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。系統(tǒng)中運到的技術(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保護原理；變壓器在線油色測量變壓器局部放電及抗干擾技術(shù)；超聲波檢測定位變壓。器故障點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荷下的過渡溫升計算；多，的網(wǎng)絡(luò)警報迮議停電。

　　密切跟蹤保護及監(jiān)，功壓器保護裝置測控裝置在線，人監(jiān)測系統(tǒng)在線局放測量系統(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保護及在線監(jiān)測產(chǎn)品。

　　系統(tǒng)中微機保護梭塊遙測及狀態(tài)監(jiān)測模塊具備自己的人0采樣系統(tǒng)，能保證對大量不同頻段數(shù)據(jù)處。，微機保護投塊包括遙口的測砧遙測及狀態(tài)監(jiān)測模塊中除了遙測量和狀態(tài)量的測量外，還包含單獨的局部放電測量模塊。為了保證對局放信號2，1以1的采柞頻率和對數(shù)據(jù)的高違運算，由專門的。0系統(tǒng)來完成對局部放屯測景。

　　另外在變壓器上安裝多個超聲傳感器，利用超聲波檢測進行變壓器內(nèi)部故障點的空間幾何定位。系統(tǒng)中裝狀態(tài)監(jiān)測專家系統(tǒng)和戶模塊的1抒機放置于集，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，可力家系統(tǒng)付變壓器實時運行狀態(tài)的分析判斷。后臺工控機與現(xiàn)場裝置之間由遙控遙調(diào)及通訊投塊實現(xiàn)通訊連接，10投塊還妝谷實現(xiàn)遙控遙調(diào)功能。系統(tǒng)饑成楨塊3.

　　系恍供嗥。電戍薺遒測濟解油氣作油水分3.3變壓器在線監(jiān)測及微機保護專家系統(tǒng)的主要功能變壓器繼屯保護和遙遙測幾備變壓器動保妒后備保護關(guān)量保護功能，能實，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。能進行諧波測量和9圯夫，圈傳器通訊技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)。

　　3.2變壓器在線監(jiān)測及微機保護專家系統(tǒng)的組成在變壓器的運行過程中，它的各個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)測變壓器的運行。可更好地預(yù)知變壓器，前的整體工作狀態(tài)。把保護測控狀態(tài)監(jiān)測幾部分綜合化的優(yōu)點之就是可以對變壓器的各個變化的物理量進行統(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現(xiàn)硬件資源共享，實現(xiàn)硬件個臺統(tǒng)化。從整個系統(tǒng)來，可使硬件大人簡化，實現(xiàn)硬件資源優(yōu)化配置。

　　系統(tǒng)構(gòu)成包括了微機保護模塊遙測及狀態(tài)監(jiān)測梭塊遙控遙調(diào)及通訊模塊專家系統(tǒng)用戶模塊及通信模塊兒部分。其中微機保護模±，遙測及狀態(tài)監(jiān)測梭塊遙摶遙調(diào)10及通訊模塊組成汽能裝迓，現(xiàn)場放迓廠變壓，附近，現(xiàn)場各大模塊邡，的，運系統(tǒng)，把模塊單獨獨立來，就1以構(gòu)成+的功能裝置，如變動。次1測炻次后備次1氣體，電骼述值，切外岈溫後保護。手動。動柁斛汴關(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。可遠方就地實現(xiàn)定值修改，保護投在線監(jiān)測記錄分析和我，斷系統(tǒng)可實現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)測和分析記錄功能，并具有強大的專家診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)可直接監(jiān)測變樂器運，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)測梭塊對采集到的倍總量進廳處理和運算。監(jiān)測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放電點空間位置等狀態(tài)量。通過專家診斷系統(tǒng)的計算和綜合分析，系統(tǒng)可診斷出以下結(jié)果①變壓器油中水分含量超標報警，可反映變壓器油的耐壓強度。壓器油中溶解氣體個；少六種1超標報衿，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量和變化趨勢。1根據(jù)超盧波采集信號逃行變壓器內(nèi)部放電故障點空間球形定位。壓器風(fēng)扇和泵在線監(jiān)測，變壓器繞組階段性溫升預(yù)測，超臨界值報警。狡壓器過我安全運，限。壓器絕緣程度總老化程度使用時間及壽命。

　　現(xiàn)場裝置實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果可通過10通訊模塊傳送給后臺系統(tǒng)，當變壓器出現(xiàn)故障兆頭或嚴重性絕緣損耗時，可及時報警提醒用戶，對存在的故障原因進行分析記錄和存儲。專家系統(tǒng)對通過保護測控模塊和狀態(tài)監(jiān)測模塊得到的變壓器狀態(tài)數(shù)據(jù)和中間結(jié)果進行分析和計算，可計算出變壓器運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)測變壓器的正常工作時間和使用壽命。

　　動態(tài)載荷率運行調(diào)節(jié)和有載分接開關(guān)的調(diào)節(jié)由遙測及狀態(tài)監(jiān)測模塊處理得到的變壓器的各參數(shù)如線圈熱點溫度負荷電流的油溫反應(yīng)等計算出個給定負載的正常工作時間和給定時間范圍內(nèi)變壓器大帶載能力，實現(xiàn)變壓器在不同老化程度下安全工作，對有載分接開關(guān)實行自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)中沒卡器的遙打遙調(diào)功炬系統(tǒng)於于動和自動控制兩種方式，具備就地遠方控制開關(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)動方式，在變壓器溫升和過負荷時動開通制冷設(shè)備。

　　5系統(tǒng)具浴與站內(nèi)綜系統(tǒng)通訊和遠動功能套后臺系統(tǒng)可同時配備多臺現(xiàn)場智能裝置，實現(xiàn)對站內(nèi)多臺電氣設(shè)備的保護或監(jiān)測。變電站中對要監(jiān)測的每個電氣設(shè)備主要是變壓器配置套裝置，多臺現(xiàn)場裝置與后臺系統(tǒng)的迎1采用現(xiàn)場總線技術(shù)。系統(tǒng)可通過，如1！1或網(wǎng)卡與遠方調(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和線監(jiān)測作。

　　變壓器保護和在線監(jiān)測雖然屬于兩個不同保護測控在線監(jiān)測的體化專家系統(tǒng)。可簡化變壓器外部安裝的部件和硬件資源，實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)的共享，更加準確全面地診斷變壓器內(nèi)部故障和絕緣狀態(tài)。

　　采用保護與在線監(jiān)測相配合的方法，可彌卟傳統(tǒng)保護對變壓器損壞的發(fā)展性故障和故障初期檢測上的不足，在某種意義上提高了保護靈敏度和可靠性。變壓器線監(jiān)測及微機保護專家系統(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