干式變壓器狀態監測與診斷系統(3)
5.2局放在線監測子系統中干式變壓器內部故障分為過熱和放電兩類。過熱故障發展緩慢,短時間內不會造成事故。而局部放電故障,尤其是匝間、夾層和外殼的局部放電,則截然不同。因為當這些部件的絕緣損壞時,沿表面的放電電壓會降低,受到內部或外部過電壓的沖擊后,絕緣性能會迅速下降,引起局部放電,甚至發展成電弧放電和燃燒。因此,采用可靠的局部放電監測手段可以有效防止設備事故的發生[7]。局部放電在線監測子系統采用模塊化設計,便于擴展和應用。硬件模塊包括傳感器、放大器、信號調理、采集卡、監控主機等。模塊主要通過BNC雙屏蔽同軸電纜連接。干式變壓器上的局部放電信號由傳感器耦合后送到放大器,放大后的信號由多路電路選通,通過采集卡采集數據。分析軟件對采集的局部放電數據進行數字處理,如抗干擾等。并獲得放電量、三維放電圖、工頻放電圖、放電趨勢圖等指標。并通過網絡接口將結果傳輸到MDDTM主機系統,并將它們存儲在數據庫中。此外,為了獲得每次采集的工頻相位信息,采用高壓側電壓互感器(PT)信號經信號預處理后觸發采集卡。5.3套管絕緣在線監測子系統套管絕緣在線監測子系統主要監測介質損耗、等效電容、泄漏電流、環境溫度和濕度等。并根據監測數據,采用相對比較等分析方法,對被監測設備的絕緣狀態進行診斷。該子系統采用全數字交流同步采集和自適應信號處理技術測量介損,從根本上解決了以往產品采用“過零比較法”測量介損時,原模擬電子電路器件諧波影響和漂移造成的數據穩定性差的缺點。真正實現了測量的高精度和高穩定性。傳感器設計為自動補償模式,受溫度、振動和磁滯回線影響較小;磁芯采用高磁導率的坡莫合金制成,線性度高,穩定性好,性能好。單匝穿芯結構不影響被測設備的安全性;外殼采用多重屏蔽特殊結構設計,抗干擾性能強。在數據處理中,校正了溫度和磁滯回線對傳感器的影響。根據電力干式變壓器故障診斷專家系統的現狀,MDDTM干式變壓器狀態監測與故障診斷系統開發了“電力干式變壓器故障診斷專家系統V1.0”。該系統以在線監測系統獲得的監測數據為基礎,充分利用在線監測數據的動態特性,集成各種類型的在線監測數據,結合人工神經網絡和專家系統技術,開發綜合智能動態診斷專家系統。系統利用神經網絡完成知識獲取、推理和知識庫維護任務,專家系統負責與用戶交互、輸入信息預處理和神經網絡輸出綜合分析[8]。多參數、故障特征信息設備的在線監測是故障綜合診斷的基礎。在線監測系統提供的連續數據保證了電力干式變壓器故障診斷專家系統V1.0具有動態特性,能夠有效判斷設備潛在故障的發展趨勢。該診斷系統的多信息綜合和動態診斷特性是區別于以往同類系統的主要特征。7遠程監控網絡本系統的系統結構由遠程監控主站系統和現場監控分站系統組成,通過通信網絡形成一個有效的整體。主站系統的總體結構 #p#分頁標題#e#
通信網絡主要提供主站和子站之間的通信鏈路。變電站與主站之間的通信有兩種方式,一種是通過電力數據網SPDnet通過TCP/IP與主站連接;二是通過電話撥號,通過公用電話網與主站通信。由于應用該系統的變電站已基本鋪設光纖,且目前網絡技術成熟,變電站與主站之間的通信主要采用較好種方式。
圖3遠程監控網絡拓撲8結論本文針對發電廠變電站設備和狀態檢修的需要,開發了一套一體化干式變壓器在線監測與故障診斷系統MDDTM。該系統包括干式變壓器油色譜在線監測等六個子系統,具有良好的可擴展性。它不僅可以實現各監控設備實時數據的遠程傳輸和集中存儲,還可以通過與生產管理信息系統等外部系統的數據交互,實現全面的數據分析。參考文獻[1]王慶華、王江、盧松原。發電設備狀態監測和狀態維修的若干技術問題。汽輪機技術,2003,45(6):337-401。[2]莊興元。電力設備在線監測技術的現狀、實際發展及應用前景。電氣技術雜志,2003,5:19-21。[3]程永紅。電力設備絕緣檢測與診斷。北京:中電力出版社,2001。[4]楊啟平,薛武德。油中氣體分析在干式變壓器故障診斷中的應用上海電力大學學報,1996,12 (3) :60-68。高文生。基于油中溶解氣體光譜的干式變壓器故障識別方法清華大學學報(自然科學版),2003,43(3):301-303。[6]李寧賢,張金謀,李佳等。干式變壓器油氣相色譜分析方法和儀器的發展現狀干式變壓器,2003,40(8):20-23。[7]電力工程社會的電機委員會。電氣工程學會,2000年。[8]家電力公司。火力發電廠設備狀態檢修指導意見。中電力,2002,25(2):1-5。