變壓器在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)研究

李琦 楊玉磊

摘要：首先，本文對(duì)在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)在整體上加以分析，然后對(duì)其數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行說(shuō)明介紹，包括GPRS通信模塊、故障診斷模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊以及數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)這四個(gè)關(guān)鍵部分;接下來(lái)，又對(duì)監(jiān)控終端加以簡(jiǎn)要論述，指出了在線監(jiān)控與診斷系統(tǒng)的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：變壓器;在線監(jiān)控;故障診斷

前言

在供電系統(tǒng)中，變壓器在電力生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。如果變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)中突發(fā)故障，就會(huì)帶來(lái)極大的安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，加強(qiáng)對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障檢修就具有極其重要的意義。目前，對(duì)變壓器故障的預(yù)防主要是通過(guò)定點(diǎn)定時(shí)的維護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，維護(hù)成本較高，且效果并不理想。在這一情況下，變壓器在線監(jiān)控的方案就受到了廣泛的重視。

1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

這一系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端、通訊網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控終端這三部分所組成。以油浸式變壓器為例，變壓器在線監(jiān)控與診斷系統(tǒng)能夠收集監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器油中的氣體實(shí)行數(shù)據(jù)化的分析和處理，然后再將分析處理結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控終端，為技術(shù)人員提供詳細(xì)的運(yùn)行情況資料，從而達(dá)到對(duì)變壓器實(shí)行在線監(jiān)控并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患的目的。

2.數(shù)據(jù)采集終端

2.1GPRS通信模塊

在線監(jiān)控和診斷系統(tǒng)將采用內(nèi)嵌式TCP/IP協(xié)議棧中的GR47模塊。GR47模塊中包含了GPRS通信模塊及IP模塊，用來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議切換，這樣就能夠進(jìn)行信息的收發(fā)，并為GPRS提供技術(shù)支持。為了適應(yīng)多種不同的運(yùn)行環(huán)境，此模塊還設(shè)置了多個(gè)不同種類(lèi)的接口以符合工作需要。這一模塊的應(yīng)用為廣大用戶(hù)帶來(lái)了極大的便利，主要表現(xiàn)為T(mén)CP與IP的協(xié)議轉(zhuǎn)換過(guò)程無(wú)需人為控制，減少了許多復(fù)雜的操作程序，使得數(shù)據(jù)傳輸更趨透明化，而自串口發(fā)送出的數(shù)據(jù)在GR47的處理下可直接抵達(dá)對(duì)方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的終端，使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期大大縮短[1]。

這一流程的運(yùn)行原理大致可概括為：數(shù)據(jù)采集終端將所需數(shù)據(jù)收集完畢后傳達(dá)至GPRS模塊，GPRS模塊先將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換，隨后再壓縮成幾個(gè)分組數(shù)據(jù)包，最后以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送至GPRS無(wú)線基站。GPRS模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)與此同理，要先將數(shù)據(jù)包完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后再送至終端處理。在數(shù)據(jù)采集終端與監(jiān)控終端的聯(lián)絡(luò)方面，GPRS采用互聯(lián)網(wǎng)通訊的方式進(jìn)行。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的的支持下，監(jiān)控終端能夠分享來(lái)自采集終端的運(yùn)行信息，而采集終端也能夠及時(shí)收到監(jiān)控終端發(fā)出的指令，從而完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制。

2.2故障診斷模塊

在獲取了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息之后，將由故障診斷模塊對(duì)其加以融合及分析，并與診斷問(wèn)題庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)照，從而診斷出當(dāng)前變壓器的運(yùn)行狀態(tài)是否良好，故障產(chǎn)生的機(jī)制等等。如果故障屬于一般類(lèi)的性能偏差，診斷系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，要求用戶(hù)遵照給出的調(diào)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)備調(diào)試;如果故障較為嚴(yán)重，偏差程度較大，診斷系統(tǒng)則會(huì)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)與變壓器自檢數(shù)據(jù)及技術(shù)咨詢(xún)庫(kù)中的關(guān)鍵信息進(jìn)行綜合分析，從而確定出故障發(fā)生后可更換的模塊[2]。在完成上述過(guò)程后，再提示用戶(hù)按指定的方法來(lái)維修，在這一流程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器故障類(lèi)型的判斷到提供解決故障措施的整體技術(shù)支持。

2.3狀態(tài)監(jiān)控模塊

為了降低變壓器運(yùn)行中的故障突發(fā)率，就要利用狀態(tài)監(jiān)控模塊對(duì)變壓器的工作狀態(tài)進(jìn)行合理的設(shè)置，以?xún)x器驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)傳感器的操控，對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的設(shè)置，觸發(fā)數(shù)據(jù)收集工作的運(yùn)行。在得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果后就能對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)采取各項(xiàng)措施對(duì)變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行加以維護(hù)。

2.4數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

為使在線監(jiān)控及診斷系統(tǒng)在進(jìn)行日常的監(jiān)控維護(hù)中有可靠的依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行妥善的維護(hù)和管理。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，即是指變壓器及內(nèi)部傳感器等在正常測(cè)試環(huán)境下所需達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，為達(dá)到監(jiān)控和診斷時(shí)的狀態(tài)要求，還需對(duì)其初始化狀態(tài)下的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行規(guī)范。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)能夠完成這樣的工作任務(wù)，可將歷史測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，制定標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的正確分析。專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)對(duì)變壓器正常狀態(tài)及異常狀態(tài)下的性能和相關(guān)信息進(jìn)行管理，形成判斷變壓器故障類(lèi)型的依據(jù)。在整個(gè)工作流程中，這一系統(tǒng)發(fā)揮的是收集、整理及存儲(chǔ)等功能。

3.監(jiān)控終端

為實(shí)現(xiàn)高效的技術(shù)管理和指令下達(dá)，要為監(jiān)控終端配備性能足夠優(yōu)良，且能夠使用獨(dú)立IP上網(wǎng)的PC機(jī)作為服務(wù)器使用，并要在Windows?Visual?C++?6.0的環(huán)境下完成編寫(xiě)，在設(shè)計(jì)思路上可沿用自頂向下、逐層分析的理念[3]。有了可靠的服務(wù)器作為技術(shù)依托，監(jiān)控終端能夠?qū)Ω髋_(tái)變壓器的技術(shù)參數(shù)及當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在對(duì)這些信息加以分析處理后發(fā)出相應(yīng)的控制命令，達(dá)到對(duì)變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。

4.結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)變壓器在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)這一新興的變壓器檢修手段的分析，指出在線監(jiān)測(cè)與控制對(duì)變壓器性能和狀態(tài)維護(hù)上的積極作用。本文對(duì)在線變壓器監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)從系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集終端以及監(jiān)控終端這三大重要組成部分進(jìn)行研究總結(jié)，對(duì)這一系統(tǒng)的工作方法和安全維護(hù)效果做出了肯定的評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

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