變壓器在線監測及微機保護專家系統許坤南自科技發展有限公司210003了變壓器在線監測與傳統微機保護之間的聯系和研制保護測控在線監測綜合專家系統的可行性，并提出了系統實施的術方引言變壓器是電力系統中的個關鍵設備，它的良好運行對電網安全具有重要的意義。據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測來發現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，現行的預防性試驗項目對絕緣的發展性故障反映不靈敏。發展速度在幾天至幾周的局部缺陷往往+能及時被發現，造成的事故在變樂器故障中所占比例較大。開展狀態檢修，對變壓器進行有效地在線監測，做到有針對性的檢修維護，才能達到早期故障預報避免惡性事故發生的的。

　　多年來屯力系統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。在電氣設備中發電機斷路器，等元件現基本形成了相對固定和成熟的在線監測方法，但變壓器，前尚無1行業成地岡標準。究其原因足多方面的。從變壓器本身來看，它的運行環境復雜多變，現場干擾水相付人而復雜；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；而早期的內部故障量如局部放電反應到外部相對較為微弱。現國內變壓器的在線監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點和局限性，用單的在線監測方法或保護說理去實現變壓器在線保護，往往不能避開本身方法的不足，且容易出現判斷的不準確和診斷數據的盲區計律數據超出診斷判據范。綜合專家系統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，直以來。變壓器保護和狀態監測分，繼電保護和高電壓技術兩個不同專業，但事實上，兩個專業具有很人的關聯性。它們在作出對象采集物理斌信號處理分析產品硬件平臺安裝和維護等諸多方面有定的聯系。如果把變壓器保護和在線監測綜合起來，把者采集到的參數和計算結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，專家系統的運用，電力部門可從投資安裝運行維護等諸多方面節省定國內尚無變壓器在線監測繼電保護綜合系統方面研究和綜合運用氣體局放超聲等方法在線監測變壓器方面的產品，針對這個空白點，該方案將在這個領域作些試和探索。

　　2變壓器在線監測與微機保護的綜合運用2.1變壓器在線0認監測技術與瓦斯保護的關聯性大多數變壓器都是充油變壓器，當變壓器出現局部過熱或電弧放電，都將使液態〉化合物變壓器裂解氣態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及其嚴重程度。在1996年的，1丁596預試規程中，汕氣體分析法己經列為油浸變壓器32項預試項目之首。

　　德國的札80只81等就將00人技術的傳感器裝在氣體繼電器上。并設計取代氣體繼電器。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。

　　當變壓器內部發生嚴重突發性故障時，故障氣體還未大帶生成或產氣速率較慢時。瓦斯繼電器和10裝置均來不及反應。其他種類的變壓器保護，如差動保護已經快速跳閘切除故障，這時瓦斯保護基本已經失去作用。據統計國內變壓器上安裝的瓦斯保護很少動作，比較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。

　　在線1技術能檢測到變壓器內部故障的提前發生量，在嚴重性故障發生之前就能預知它，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測原理監測變壓器內部故障對于變壓器內部的發展性故障和些故障初期。用在線監測來監視是十分靈敏的。只有當故障發展到定水平時，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，但發展快速的故障，當它運時。，線監測功能模塊將及時作出警報。同時向有關部門建議變壓器停電檢修，當在獲得授權情況下在線監測模塊也可以立接去跳閘，這對傳統保護定值的意義將是種挑戰。對于檢測變壓器內部故用2所的在線監測和微機保護相互配合的方法。將可以提高整個系統對故障另外，對于內部突發性故障來說差動保護的動作速度要快于在線監測模塊。在線監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.在線監測系統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變壓器在線監測與微機保護專家系統的研究3.1變壓器在線監測及微機保護專家系統的主要技術原理變壓器在線監測和微機保護專家系統的研制涉及和綜合了變壓器繼電保護在線監測計算機高分子材料化學分析傳感器技術通訊技術等多學科和專業的知識。系統中運到的技術原理和分析依據眾多，其中主要的關鍵性技術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；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，的網絡警報迮議停電。

　　密切跟蹤保護及監，功壓器保護裝置測控裝置在線，人監測系統在線局放測量系統在線故障定位系統等，它們可替代通常意義的變壓器微機保護及在線監測產品。

　　系統中微機保護梭塊遙測及狀態監測模塊具備自己的人0采樣系統，能保證對大量不同頻段數據處。，微機保護投塊包括遙口的測砧遙測及狀態監測模塊中除了遙測量和狀態量的測量外，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的采柞頻率和對數據的高違運算，由專門的。0系統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部故障點的空間幾何定位。系統中裝狀態監測專家系統和戶模塊的1抒機放置于集，室中。專家系統，放人量的貨吒器絕緣狀態數，組成的數據庫，可力家系統付變壓器實時運行狀態的分析判斷。后臺工控機與現場裝置之間由遙控遙調及通訊投塊實現通訊連接，10投塊還妝谷實現遙控遙調功能。系統饑成楨塊3.

　　系恍供嗥。電戍薺遒測濟解油氣作油水分3.3變壓器在線監測及微機保護專家系統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量保護功能，能實，采集電流電壓有功無功功率因數頻率等信息量，可采集電度電度量。能進行諧波測量和9圯夫，圈傳器通訊技術及現場總線技術。

　　3.2變壓器在線監測及微機保護專家系統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體。研究它們之間的相互關系和變化。從整體1而不足從，量來監測變壓器的運行。可更好地預知變壓器，前的整體工作狀態。把保護測控狀態監測幾部分綜合化的優點之就是可以對變壓器的各個變化的物理量進行統采集處理和綜合判斷分析。另外，系統中大部分模塊還可實現硬件資源共享，實現硬件個臺統化。從整個系統來，可使硬件大人簡化，實現硬件資源比較優化配置。

　　系統構成包括了微機保護模塊遙測及狀態監測梭塊遙控遙調及通訊模塊專家系統用戶模塊及通信模塊兒部分。其中微機保護模±，遙測及狀態監測梭塊遙摶遙調10及通訊模塊組成汽能裝迓，現場放迓廠變壓，附近，現場各大模塊邡，的，運系統，把模塊單獨獨立來，就1以構成+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。動柁斛汴關擰印諫能功能故障錄波，并可采集變壓器外部如開關隔離刀闡等遙信信量。可遠方就地實現定值修改，保護投在線監測記錄分析和我，斷系統可實現變壓器的在線監測和分析記錄功能，并具有強大的專家診斷系統。系統可直接監測變樂器運，的些參數，如環境溫度油溫繞組溫度電流電壓，尖狀況等，這些原始數據可通過傳感器或0丁采集后輸入模塊。系統迎過狀態監測梭塊對采集到的倍總量進廳處理和運算。監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量。通過專家診斷系統的計算和綜合分析，系統可診斷出以下結果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，可反應變壓器內部故障程度和類型。，度壓器局部放電量大小測量和變化趨勢。1根據超盧波采集信號逃行變壓器內部放電故障點空間球形定位。壓器風扇和泵在線監測，變壓器繞組階段性溫升預測，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。

　　現場裝置實時監測的數據和計算結果可通過10通訊模塊傳送給后臺系統，當變壓器出現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。專家系統對通過保護測控模塊和狀態監測模塊得到的變壓器狀態數據和中間結果進行分析和計算，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，從而能預測變壓器的正常工作時間和使用壽命。

　　動態載荷率運行調節和有載分接開關的調節由遙測及狀態監測模塊處理得到的變壓器的各參數如線圈熱點溫度負荷電流的油溫反應等計算出個給定負載的正常工作時間和給定時間范圍內變壓器比較大帶載能力，實現變壓器在不同老化程度下安全工作，對有載分接開關實行自動調節和手動調節中沒卡器的遙打遙調功炬系統於于動和自動控制兩種方式，具備就地遠方控制開關分合閘，風扇泵的控制，有載調壓開關的控制等。

　　具有智能控制驅動方式，在變壓器溫升和過負荷時動開通制冷設備。

　　5系統具浴與站內綜系統通訊和遠動功能套后臺系統可同時配備多臺現場智能裝置，實現對站內多臺電氣設備的保護或監測。變電站中對要監測的每個電氣設備主要是變壓器配置套裝置，多臺現場裝置與后臺系統的迎1采用現場總線技術。系統可通過，如1！1或網卡與遠方調度通訊。

　　4結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測作。

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

　　采用保護與在線監測相配合的方法，可彌卟傳統保護對變壓器損壞的發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。變壓器線監測及微機保護專家系統方案的提出，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