变压器在线监控与故障诊断系统研究

李琦 杨玉磊

摘要：首先，本文对在线监控与故障诊断系统在整体上加以分析，然后对其数据采集终端进行说明介绍，包括GPRS通信模块、故障诊断模块、状态监控模块以及数据管理子系统这四个关键部分;接下来，又对监控终端加以简要论述，指出了在线监控与诊断系统的优越性。

关键词：变压器;在线监控;故障诊断

前言

在供电系统中，变压器在电力生产及运输过程中起着至关重要的作用。如果变压器在运转中突发故障，就会带来极大的安全风险和经济损失。因此，加强对变压器的实时监控和故障检修就具有极其重要的意义。目前，对变压器故障的预防主要是通过定点定时的维护来实现的，维护成本较高，且效果并不理想。在这一情况下，变压器在线监控的方案就受到了广泛的重视。

1.系统总体结构

这一系统由数据采集终端、通讯网络及监控终端这三部分所组成。以油浸式变压器为例，变压器在线监控与诊断系统能够收集监控对象的数据，对变压器油中的气体实行数据化的分析和处理，然后再将分析处理结果通过网络传送到监控终端，为技术人员提供详细的运行情况资料，从而达到对变压器实行在线监控并能够及时发现隐患的目的。

2.数据采集终端

2.1GPRS通信模块

在线监控和诊断系统将采用内嵌式TCP/IP协议栈中的GR47模块。GR47模块中包含了GPRS通信模块及IP模块，用来实现TCP/IP协议切换，这样就能够进行信息的收发，并为GPRS提供技术支持。为了适应多种不同的运行环境，此模块还设置了多个不同种类的接口以符合工作需要。这一模块的应用为广大用户带来了极大的便利，主要表现为TCP与IP的协议转换过程无需人为控制，减少了许多复杂的操作程序，使得数据传输更趋透明化，而自串口发送出的数据在GR47的处理下可直接抵达对方网络系统的终端，使系统的开发周期大大缩短[1]。

这一流程的运行原理大致可概括为：数据采集终端将所需数据收集完毕后传达至GPRS模块，GPRS模块先将收到的数据进行TCP/IP协议转换，随后再压缩成几个分组数据包，最后以数据包的形式发送至GPRS无线基站。GPRS模块在进行数据接收时与此同理，要先将数据包完成协议转换，然后再送至终端处理。在数据采集终端与监控终端的联络方面，GPRS采用互联网通讯的方式进行。在互联网技术的的支持下，监控终端能够分享来自采集终端的运行信息，而采集终端也能够及时收到监控终端发出的指令，从而完成对系统运行状态的控制。

2.2故障诊断模块

在获取了准确数据信息之后，将由故障诊断模块对其加以融合及分析，并与诊断问题库中的标准参数进行对照，从而诊断出当前变压器的运行状态是否良好，故障产生的机制等等。如果故障属于一般类的性能偏差，诊断系统会发出警告，要求用户遵照给出的调试方法进行简单的设备调试;如果故障较为严重，偏差程度较大，诊断系统则会对收集到的数据与变压器自检数据及技术咨询库中的关键信息进行综合分析，从而确定出故障发生后可更换的模块[2]。在完成上述过程后，再提示用户按指定的方法来维修，在这一流程中，实现了对变压器故障类型的判断到提供解决故障措施的整体技术支持。

2.3状态监控模块

为了降低变压器运行中的故障突发率，就要利用状态监控模块对变压器的工作状态进行合理的设置，以仪器驱动模块来实现对各类传感器的操控，对仪器设备进行技术参数的设置，触发数据收集工作的运行。在得到准确的数据处理结果后就能对变压器的运行状态进行实时监控，及时采取各项措施对变压器的稳定运行加以维护。

2.4数据管理子系统

为使在线监控及诊断系统在进行日常的监控维护中有可靠的依据和技术标准，需对专家知识库及标准数据库进行妥善的维护和管理。标准数据库，即是指变压器及内部传感器等在正常测试环境下所需达到的技术参数，为达到监控和诊断时的状态要求，还需对其初始化状态下的技术参数进行规范。数据管理子系统能够完成这样的工作任务，可将历史测试数据进行统一管理，制定标准化参数设定，从而实现对测试数据的正确分析。专家知识库对变压器正常状态及异常状态下的性能和相关信息进行管理，形成判断变压器故障类型的依据。在整个工作流程中，这一系统发挥的是收集、整理及存储等功能。

3.监控终端

为实现高效的技术管理和指令下达，要为监控终端配备性能足够优良，且能够使用独立IP上网的PC机作为服务器使用，并要在Windows Visual C++ 6.0的环境下完成编写，在设计思路上可沿用自顶向下、逐层分析的理念[3]。有了可靠的服务器作为技术依托，监控终端能够对各台变压器的技术参数及当前状态进行实时监测，并在对这些信息加以分析处理后发出相应的控制命令，达到对变压器远程监控的目的。

4.结论

本文通过对变压器在线监控与故障诊断系统这一新兴的变压器检修手段的分析，指出在线监测与控制对变压器性能和状态维护上的积极作用。本文对在线变压器监控与故障诊断系统从系统总体结构、数据采集终端以及监控终端这三大重要组成部分进行研究总结，对这一系统的工作方法和安全维护效果做出了肯定的评价。

参考文献：

[1]莫娟，王雪，董明，严璋.基于粗糙集理论的电力变压器故障诊断方法[J].中国电机工程学报，2014，，15（07）：367-368.

[2]王建元，纪延超.模糊Petri网络知识表示方法及其在变压器故障诊断中的应用[J].中国电机工程学报，2013，21（01）：195-196.

[3]尚丽平，曹铁泽，刘先勇，周方洁.变压器油中溶解气体在线色谱监测综述[J].变压器，2014，18（08）：372-373.