李琦 楊玉磊

摘要：首先，本文對在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)在整體上加以分析，然后對其數(shù)據(jù)采集終端進行說明介紹，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)這四個關(guān)鍵部分;接下來，又對監(jiān)控終端加以簡要論述，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)及運輸過程中起著至關(guān)重要的作用。如果變壓器在運轉(zhuǎn)中突發(fā)故障，就會帶來極大的安全風(fēng)險和經(jīng)濟損失。因此，加強對變壓器的實時監(jiān)控和故障檢修就具有極其重要的意義。目前，對變壓器故障的預(yù)防主要是通過定點定時的維護來實現(xiàn)的，維護成本較高，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)控對象的數(shù)據(jù)，對變壓器油中的氣體實行數(shù)據(jù)化的分析和處理，然后再將分析處理結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控終端，為技術(shù)人員提供詳細的運行情況資料，從而達到對變壓器實行在線監(jiān)控并能夠及時發(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，用來實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議切換，這樣就能夠進行信息的收發(fā)，并為GPRS提供技術(shù)支持。為了適應(yīng)多種不同的運行環(huán)境，此模塊還設(shè)置了多個不同種類的接口以符合工作需要。這一模塊的應(yīng)用為廣大用戶帶來了極大的便利，主要表現(xiàn)為TCP與IP的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程無需人為控制，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對方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的終端，使系統(tǒng)的開發(fā)周期大大縮短[1]。

這一流程的運行原理大致可概括為：數(shù)據(jù)采集終端將所需數(shù)據(jù)收集完畢后傳達至GPRS模塊，GPRS模塊先將收到的數(shù)據(jù)進行TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換，隨后再壓縮成幾個分組數(shù)據(jù)包，最后以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送至GPRS無線基站。GPRS模塊在進行數(shù)據(jù)接收時與此同理，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)控終端能夠分享來自采集終端的運行信息，而采集終端也能夠及時收到監(jiān)控終端發(fā)出的指令，從而完成對系統(tǒng)運行狀態(tài)的控制。

2.2故障診斷模塊

在獲取了準確數(shù)據(jù)信息之后，將由故障診斷模塊對其加以融合及分析，并與診斷問題庫中的標準參數(shù)進行對照，從而診斷出當前變壓器的運行狀態(tài)是否良好，故障產(chǎn)生的機制等等。如果故障屬于一般類的性能偏差，診斷系統(tǒng)會發(fā)出警告，要求用戶遵照給出的調(diào)試方法進行簡單的設(shè)備調(diào)試;如果故障較為嚴重，偏差程度較大，診斷系統(tǒng)則會對收集到的數(shù)據(jù)與變壓器自檢數(shù)據(jù)及技術(shù)咨詢庫中的關(guān)鍵信息進行綜合分析，從而確定出故障發(fā)生后可更換的模塊[2]。在完成上述過程后，再提示用戶按指定的方法來維修，在這一流程中，實現(xiàn)了對變壓器故障類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

為了降低變壓器運行中的故障突發(fā)率，就要利用狀態(tài)監(jiān)控模塊對變壓器的工作狀態(tài)進行合理的設(shè)置，以儀器驅(qū)動模塊來實現(xiàn)對各類傳感器的操控，對儀器設(shè)備進行技術(shù)參數(shù)的設(shè)置，觸發(fā)數(shù)據(jù)收集工作的運行。在得到準確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果后就能對變壓器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時采取各項措施對變壓器的穩(wěn)定運行加以維護。

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)在進行日常的監(jiān)控維護中有可靠的依據(jù)和技術(shù)標準，需對專家知識庫及標準數(shù)據(jù)庫進行妥善的維護和管理。標準數(shù)據(jù)庫，即是指變壓器及內(nèi)部傳感器等在正常測試環(huán)境下所需達到的技術(shù)參數(shù)，為達到監(jiān)控和診斷時的狀態(tài)要求，還需對其初始化狀態(tài)下的技術(shù)參數(shù)進行規(guī)范。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)能夠完成這樣的工作任務(wù)，可將歷史測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，制定標準化參數(shù)設(shè)定，從而實現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)的正確分析。專家知識庫對變壓器正常狀態(tài)及異常狀態(tài)下的性能和相關(guān)信息進行管理，形成判斷變壓器故障類型的依據(jù)。在整個工作流程中，這一系統(tǒng)發(fā)揮的是收集、整理及存儲等功能。

3.監(jiān)控終端

為實現(xiàn)高效的技術(shù)管理和指令下達，要為監(jiān)控終端配備性能足夠優(yōu)良，且能夠使用獨立IP上網(wǎng)的PC機作為服務(wù)器使用，并要在Windows?Visual?C++?6.0的環(huán)境下完成編寫，在設(shè)計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_變壓器的技術(shù)參數(shù)及當前狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并在對這些信息加以分析處理后發(fā)出相應(yīng)的控制命令，達到對變壓器遠程監(jiān)控的目的。

4.結(jié)論

本文通過對變壓器在線監(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)測與控制對變壓器性能和狀態(tài)維護上的積極作用。本文對在線變壓器監(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行研究總結(jié)，對這一系統(tǒng)的工作方法和安全維護效果做出了肯定的評價。

參考文獻：

[1]莫娟，王雪，董明，嚴璋.基于粗糙集理論的電力變壓器故障診斷方法[J].中國電機工程學(xué)報，2014，，15（07）：367-368.

[2]王建元，紀延超.模糊Petri網(wǎng)絡(luò)知識表示方法及其在變壓器故障診斷中的應(yīng)用[J].中國電機工程學(xué)報，2013，21（01）：195-196.

[3]尚麗平，曹鐵澤，劉先勇，周方潔.變壓器油中溶解氣體在線色譜監(jiān)測綜述[J].變壓器，2014，18（08）：372-373.