浅析电力变压器故障在线诊断系统
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查． (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测，获取反映变压器绝缘状况的关键参数，包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据，以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据，从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态，并对其绝缘状况做出分析、诊断。
系统实现自动运行及数据上网功能，对监测结果建立状态监测数据库，并进行数据管理、分析、统计、整合，为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。
1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。
为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信，需安装在该系统工控机附近；同时，系统需连接供电局局域网，以实现数据获取和上网功能。
1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写，使用操作系统为WindowsXP系统，数据库采用SQLServer2000 SP4。
2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信，获取与变压器相关数据，并整合录入数据库。
浅析线路故障在线监测系统的技术方案
路 故 障 的 排 除 速 度
３ ． １ 遥 信
可 用 于短 路 故 障 、 接 地 故 障 的 准 确 判 断和 快 速 定 位
监 测 及 定 位 项 目 ，主 要 用 于配 电线 路 相 间短 路 故 障和 单 相 接
地 故 障 时 故 障 点 的监 测 和 定 位 配 电控 制 中心 的 故 障 定 位 软 件 项 目与安 装 在 现 场 的 故 障 指 示 器和 通 信 终 端 相 互 配 合 ． 在
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ｆ ５
电力与资源
【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ０ ７ — ０ ２
浅析线路故 障在 线监测 系统 的技 术方案
魏 辉 （ 江西宜春供电公司， 江西 宜春 ３ ３ ６ ０ ０ ０ ）
者 降 序 自定 义 显 示 查 询 结 果 。提 供 查 询 结 果 的 文件 导 出和 打 印功能。
３ ． ６ 数据 统计
提 供 历 史数 据 的分 类统 计 和 分 时 统计 功 能 。既 可分 析 比
较 某 条 线路 在 某 时 间段 的所 发 生 的各 类 不 同故 障情 况 ，也 可 分 析 比较 各 类 故 障在 某条 线 路 的 不 同 时 间段 的发 生 情 况 。
故 障检 测 终 端每 天 定 时发 送 自检 信 息 至通 信 主 机 ．通 信 主 机 也会 每 天 定 时发 送 自检 信 息到 系 统主 站 。 自检 信 息 包括 自检 信 息 特征 码 、 通信主机的组号 、 未 收到 自检 信 息 的故 障检
２ 故障在 线监测系统 的结构
故 障在 线监 测 系统 由远 方 终 端 和 系统 主 站 组 成 ：配 电远
基于电气自动化的变压器故障诊断与检修系统设计
Telecom Power Technology运营维护技术基于电气自动化的变压器故障诊断与检修系统设计 2024年3月25日第41卷第6期223 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6宗克柱：基于电气自动化的变压器故障诊断与检修系统设计和数据挖掘算法，深度整合与智能分析海量实时监测数据，从而准确刻画出变压器当前的工作状态，为故障预警和状态评估提供科学依据。
系统运用机器学习等方法训练传感器数据，建立不同部位参数的精确预测模型。
例如，变压器高压侧温度函数为 ()()hp sin e ktT t a wt b c ϕ=+++ （1）式中：a 、b 、c 、w 、φ及k 为模型参数；t 为时间。
当T hp (t )大于阈值时，系统判断为异常过热并启动预警。
该函数充分考虑温度的周期性、递增性及随机性，利用大数据训练可以准确预测温度变化趋势。
通过类似方法建立振动、气体含量等参数模型，实现对变压器故障的自动预测和早期预警。
2.2 智能故障诊断模块智能故障诊断模块则巧妙结合了深度学习、专家系统以及云计算等尖端科技手段，致力于实现对变压器潜在故障的全自动识别与精准定位[3]。
该模块直接对接实时更新的数据库监测数据流，其工作流程包括应用卷积神经网络技术对收集的各项监测参数进行全面深入的特征抽取与综合集成，进而搭建变压器的高精度数字化状态评估模型。
这一模型能够有效解析并预测各种故障模式及其演变趋势，从而为早期预警和及时维修决策提供有力的数据支持和技术保障。
例如，输入原始监测数据矩阵X ∈R n ×m ，通过卷积层、池化层等提取高维抽象特征 ()()F f W ol σ==+X X （2）式中：W 和ol 为网络参数；f 为非线性激活函数；F 为经过卷积层、池化层等操作后得到的输出特征映射图；σ为激活函数。
经过训练，模型f 能够自动学习数据中的故障特征，实现对故障模式的识别，如断股、击穿等短路故障，或者气体排放量指标H 2超限诊断接地故障。
电力变压器在线检测系统设计
电力变压器在线检测系统设计电力变压器在线检测系统设计随着工业化进程的加速，电力供应已成为现代化社会的基本需求。
而电力变压器则是电力传输和分配过程中不可或缺的一种设备，它扮演着电流互换和电能转化的重要角色。
变压器的安全、稳定运行直接关系到电力的质量和供应的可靠性。
因此，建立变压器在线检测系统，可以有效地提高变压器运行的可靠性和安全性。
一、检测内容电力变压器在线检测系统主要包括变压器的运行参数和状态检测、油质检测、法拉第电流检测、局部放电检测等多项内容。
电力变压器的运行参数和状态检测，包括电压、电流、温度、湿度、水平、震动等参数的检测，以及变压器绝缘系统的监测，通过实时监测这些参数，可以及时了解变压器的运行状态，及提前发现异常情况。
变压器的油质检测，是通过检测变压器油中含气量、水分、酸值等参数，来判断变压器油的质量是否达到规定标准，及时了解油清洗换油等质量要求。
法拉第电流检测，通过检测变压器铁芯中的法拉第电流，及时发现变压器的内部故障，避免故障扩大损坏变压器。
局部放电检测，检测变压器内部绝缘系统的局部放电情况，能够及早发现变压器绝缘系统的故障隐患，防止局部放电引发的故障扩大和损害变压器。
二、系统设计电力变压器在线检测系统一般分为控制中心和分散式检测装置两部分。
控制中心的主要功能是实时监测变压器的运行状态、接收和处理来自分散式检测装置的变压器参数数据，通过数据分析和处理，检测变压器的状态是否正常，对异常情况进行报警处理；分散式检测装置主要功能是对变压器运行的多项参数进行实时检测和监控，并将检测到的数据传输给控制中心进行处理和分析。
在系统设计过程中，需要考虑以下几方面的因素：1. 检测点布置：要确定在变压器的哪些位置设置检测点，既要充分考虑检测的内容，同时又不能影响变压器的正常运行。
2. 检测范围：要根据变压器的功率和类型，确定在线检测系统的检测参数范围，以确保检测的准确性和可靠性。
3. 数据采集和传输方式：要选择合适的数据采集和传输方式，确保数据采集的准确性和实时性。
电力变压器在线监测与故障诊断
PART THREE
基于信号处理的方法：利用信号处理技术，提取故障特征并进行分类。 基于知识的方法：利用专家系统、模糊逻辑等知识库技术进行故障诊断。
基于模型的方法：建立电力变压器数学模型，通过模型参数的变化进行故障诊断。
基于人工智能的方法：利用神经网络、深度学习等技术进行故障诊断。
原理：通过分析变压器油中溶解气 体的成分和浓度来判断变压器的故 障类型和严重程度。
干扰因素多：电力变压器运行环境复杂，存在多种干扰因素，对在线监测设备的稳定性和准 确性造成影响。
设备老化和维护问题：电力变压器设备老化、维护不当等问题，导致在线监测设备易出现故 障，影响监测效果。
数据分析难度大：电力变压器产生的数据量庞大，准确分析这些数据对技术和算法要求极高， 目前还存在一定难度。
PART FOUR
应用场景：介绍电力变压器 在线监测与故障诊断的应用 领域，如电力系统、石油化 工等。
案例概述：列举几个电力变 压器在线监测与故障诊断的 典型案例，包括监测方案、 故障诊断方法、实施效果等。
应用背景：介绍油中溶解气体监测在电力变压器在线监测中的重要地位和作用。
监测原理：简述油中溶解气体的产生机理和监测方法。
案例背景：某变电站主变压器出现异常振动，需要进行在线监测与故障诊断。
监测方案：采用振动分析技术，对变压器的振动信号进行实时采集和分析。 故障诊断：通过分析振动信号，诊断出变压器存在局部放电故障。 处理措施：及时停运变压器，进行维修和更换部件，确保设备正常运行。
PART FIVE
监测技术不成熟：目前电力变压器在线监测技术尚未完全成熟，无法准确判断所有故障。
优点：能够早期发现变压器内部的 潜在故障。
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电力变压器异常故障智能声纹监测与诊断系统研究及应用
电力变压器异常故障智能声纹监测与诊断系统研究及应用
余金龙
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)8
【摘要】如何提高电力变压器运行潜伏性异常故障监测,并且变压器运行不受干扰,是目前电力行业亟待解决的重要问题之一。
提出电力变压器异常故障智能声纹监测与诊断系统的研究与应用,通过对电力变压器各种故障声音发声机理分析、混合声
音采集与分离、声音信号特征提取和故障类型识别的研究,结合独立分量分析算法、小波包能量分布向量和梅尔对数频谱、BP神经网络算法等人工智能技术的运用,在不影响变压器正常运行下对其进行监测,实现对变压器运行健康状态展示与告警,及
时发现变压器异常故障,消除变压器隐患,保障变压器安全稳定运行,减少经济损失,对电力系统发展具有重要意义。
【总页数】4页(P149-152)
【作者】余金龙
【作者单位】国能神皖合肥发电有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM41
【相关文献】
1.智能诊断方法在电力变压器故障识别中的应用研究
2.面向电力变压器的声纹智能诊断装置设计与应用
3.基于人工智能和数据驱动的电力变压器声纹识别探索与应
用4.声纹检测技术在变压器故障诊断中的应用及展望5.智能诊断方法在电力变压器故障识别中的应用
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变电站及其变压器在线状态监测系统
第5期2024年3月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.5March,2024作者简介:郑月阳(2002 ),男,本科生;研究方向:电气自动化㊂变电站及其变压器在线状态监测系统郑月阳(攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花617000)摘要:变电站及其变压器在线状态监测系统的出现,为电力设备的运维管理提供了一种先进㊁高效的解决方案㊂文章提出了变电站及变压器在线状态监测系统(Onling Condition Monitoring System ,OCMS ),该系统有助于用预测性维护取代变压器的预防性维护㊂OCMS 是一种成本效益高㊁在线且准确的工具㊂通过实验结果分析,对所提出的系统效果进行了评价㊂OCMS 适用于正常或异常故障的变压器,如通过溶解气体分析检测到的异常故障㊂因此,OCMS 与市场上用于变压器状态监测的其他健康指数算法不同,性能更优异㊂关键词:变电站及变压器;在线状态监测;成本效益;准确性中图分类号:TM407㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀变电站及其变压器在线状态监测系统是一种基于现代信息技术和通信技术的综合应用系统㊂它通过安装传感器和监测设备对变电站及变压器进行实时监测,实现对变电站及变压器的运行状态㊁温度㊁振动㊁绝缘状态等参数的在线监测与分析,以帮助运维人员对电力设备的状态进行及时评估和故障预测,最大程度地提高变电站及变压器的安全性和可靠性㊂变电站及其变压器作为电力系统的重要组成部分,虽然承担着输变电任务和电能转换等重要功能,但是存在运行环境复杂㊁负荷变化大㊁工作时间长等特点,很容易出现故障或性能下降的情况㊂而传统的巡检方式往往无法对变电站及变压器做到全面㊁实时的监测,需要长时间停电和烦琐检修才能发现问题[1-2]㊂本文介绍了一种用于确定变电站及其变压器健康指数(Health Index,HI)的OCMS㊂OCMS 对配电网中连接的所有类型的变压器都适用,工作人员可以在偏远地区操作无人值守变电站㊂变压器工况数据以短消息业务的形式接收,并存储在计算机服务器上,维护成本大大降低㊂实时监测和预测能够最大程度地提高变电站及变压器的安全性和可靠性,保障电力系统的稳定运行㊂1㊀在线监测参数1.1㊀电压不平衡及谐波产生的热量㊀㊀电压不平衡的原因包括三相输配电线路的阻抗不相等,单相负载㊁相间负载和不平衡三相负载的分布不均匀㊂系统中出现的不平衡电压水平可以通过使用标准定义来指定,如式(1)所示㊂U v =λmax (U ab ,U bc ,U ca )/ε(U ab ,U bc ,U ca )(1)其中,λmax 为最大偏差;ε为线电压U ab ㊁U bc 和U ca 的平均值㊂电压中的不平衡及谐波会导致电流的不平衡与失真,造成铁心㊁铜心和涡流损耗增加㊂此类损耗是以热量的形式产生,使变压器的绝缘性能恶化㊂因此,电压不平衡被认为是评估变压器健康状况的参数之一,它表示为:HI =f (U v )(2)行业标准对变压器中发生的损耗进行了分类,此类损失的表达式如式(3)所示㊂P L =I 21R+P eL +P cL +P sL (3)其中,R 为直流绕组电阻;I 1为流过绕组的电流;I 21R 为绕组的损耗功率;P eL 为绕组涡流损耗;P cL 为核心损耗;P sL 为杂散损耗㊂过载条件下,正常额定电流I 1超过额定值,导致损耗增加㊂任何非正弦负载电流引起的绕组涡流损耗计算式如式(4)所示㊂P eY=P eL ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2h 2(4)其中,h 为谐波的阶数;I h 为由第h 次谐波引起的电流㊂Y 表示由非正弦负载和电源不平衡引起的异常情况㊂连接负载的功率因数也与功率损耗有关㊂低功率因数会导致电压调节过度,如式(5)所示㊂ΔU =I 1(R cos φ+X sin φ)(5)其中,R 和X 分别为变压器每相的电阻和电抗;cos φ为功率因数㊂因此,较低的功率因数增加了损耗并降低了效率㊂损耗的增加导致产生的热量增加,从而导致绕组和油温变化㊂非线性负载引起谐波及功率损耗,因此,在非正弦负载和不平衡电压供应条件下的总损耗(P Y )被视为异常损耗,并表示为公式(6)㊂P Y =R ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2+P eL ðh maxh =1I h I 1éëêêùûúú2h 2+P cY +P sY (6)从式(4) (6)可以看出,流经变压器的电流㊁功率因数和谐波含量是造成功率损耗的重要原因㊂这种功率损耗增加了变压器中的热量,影响了变压器的正常使用㊂因此,这些具有谐波含量和对应于特定负载cos φ的负载电流可用于评估变压器健康状况,表示为公式(7)㊂HI =f 2(I h ,cos φ)(7)1.2㊀效率偏差及健康指数㊀㊀电子式电能表(Electronic Energy Meter,EEM)是一种多功能电能表,连接到变电站变压器的高压侧和低压侧,可以监测电气参数,如电压㊁电流㊁功率㊁功率因数㊁每相的谐波含量和累计谐波含量㊂因此,变电站变压器的效率由EEM 测量的低压侧功率P LV 与高压侧功率P HV 的比值来确定,功率表达式如下㊂k =P LV P HV(8)特定负载条件下的效率偏差,即k 0=k 1-k 2,表明损耗变化可被视为变压器HI 评估的参数,表示为公式(9)㊂HI =f 3(k 0)(9)绕组温度指示器广泛应用于电力企业,旨在模拟绕组最热部分的热行为㊂电力变压器的负载能力主要受绕组温度的限制,绕组温度传感器固定在变电站变压器上,提供有关变压器负载和绝缘退化动态评估的信息㊂因此,绕组温度(t w )被认为是评估变压器寿命的参数之一,表示为公式(10)㊂HI =f 4(t w )(10)1.3㊀HI 计算㊀㊀据研究,35%的变压器故障是由老化和过载引起的㊂老化效应被认为是变压器使用年限和变压器负载历史的综合效应,称为脱机参数㊂李军浩等[3-5]研究了关于25%故障的类似观察结果,老化和其他因素对故障的影响率小于28%㊂本文运用脱机参数来计算变压器的整体HI ㊂此外,试验现场数据表明,29.45%的变压器故障是由脱机参数引起的,它通常代表OCMS 连接到变压器之前的变压器历史状态㊂将脱机参数与在线参数相结合分析有助于计算可靠的HI ㊂每个参数的权重分配基于现场观测㊂不同的站点可能有不同的维护间隔和政策,导致有不同的HI ㊂由于脱机参数的贡献为25%~35%,本文设定脱机参数30%的权重,为在线参数设定了70%的权重㊂因此,变压器的整体HI 表示为公式(11)㊂HI =0.3HI OFP +0.7HI ONP (11)上式HI 值从 良好 到 非常差 进行分组,通过这种方式的HI 用于判断变电站或厂用变压器的状况㊂由设计缺陷导致的变压器故障也是变压器故障的一个原因㊂本研究考虑的在线参数包括所有情况,这些参数反映了由变压器设计问题而对异常故障产生的影响㊂本研究提出的算法考虑了此种情况㊂2 实验结果与分析2.1㊀正常情况㊀㊀本文在实验室中通过创建正常和异常条件,测试了所提出的OCMS,用于HI 计算的方法㊂变压器上的负载在单位功率因数下保持在50%㊂电压由三相自耦变压器调节为220V,即电压不平衡为0㊂储油柜中的油位约为42%㊂当环境温度为30.1ħ时,顶部油温为40.1ħ,且规定负载循环的效率偏差小于0.21%㊂图1显示了不同时间段的实验结果,图1(a)表示输出功率波形(瞬时);图1(b)表示功率输入和输出(平均值);图1(c)表示效率;图1(d)表示不同负载下的顶部油温㊂OCMS 每隔5min 对每个参数的数据进行采样㊂此后30min 即对6个样本进行采样,取这些样本的平均值,为平均样本选择分数和权重㊂对这些数据进行处理并计算变压器的HI ㊂对于这种正常情况,OCMS 计算的HI 为100%㊂图1㊀正常状态实验结果2.2㊀异常情况㊀㊀本文实验创建了异常条件,测试了所提出的用于HI 计算的OCMS㊂产生的异常情况有:电源电压不平衡㊁变压器负载百分比上升到额定值以上㊁功率因数低以及油位下降㊂在其中一种情况下,电压不平衡为6.7%,负载和油位保持正常,在此过电压条件下,电流增加到10.93A㊂顶部油温略有上升,达到42.4ħ㊂此外,规定负载循环的效率偏差小于0.006p.u.,参数的得分和权重发生了变化,OCMS 计算的变压器HI 为94.4%㊂变压器不过载实验中,认为如果变压器超过90%的负载条件,则将其视为过载条件㊂电源电压不平衡保持在其公差范围内,油位保持与正常条件下相同,即50%㊂逐渐地,负载从0增加到110%,因此在过载条件下,油温上升到55.7ħ㊂对于这个定义的负载循环,效率的偏差为0.98%㊂HI也随着负载的变化而变化,对于过载条件,计算HI为86.11%㊂储油柜中的油位以10%的步长从50%逐渐降低到0㊂在此期间,变压器的供电电压保持在220V,负载为40%,可以观察到,随着冷却剂的逐渐减少,顶部油温已升高至40.9ħ,如图2所示,图2(a)表示顶部油温和油位,图2(b)表示油位和效率㊂当储油柜中有2%的油时,效率偏差为0.37%,在此情况下获得的HI为87.5%㊂实验是在这些异常条件的组合下进行的㊂HI随着异常的增加而逐渐降低㊂对于在线参数的连续监测可提供有关干扰和故障的信息,如油位降低㊁过载㊁电压差㊁功率因数差㊁断路状况等㊂3 结语㊀㊀本文基于脱机参数和在线参数的组合应用研究了变压器HI检测系统的开发与实现㊂利用该技术,可以分析变压器的油位㊁油温㊁电压不平衡损耗㊁功率因数㊁谐波电流等情况,计算变压器的在线HI㊂在出现异常情况时,系统将信息传达给现场人员㊂当与其他现有的保护和控制技术相结合使用时,可以实现有效的优先状态监测㊁控制和保护㊂为了分析性能,本文使用三相变压器进行验证,测试结果证明了所提出系统的有效性㊂系统利用现有的仪表传感器和通信网络,OCMS的开发成本约为变压器成本的2%㊂因此,本文开发的系统有助于变压器的预测性维护㊂实施变电站及其变压器在线状态监测系统可能需要投入一定的成本,包括设备采购㊁系统集成和数据㊀㊀图2㊀异常条件实验结果分析等㊂然而,通过减少维修成本和提高设备可靠性,这种投资可以获得长期收益㊂变电站及其变压器在线状态监测系统可以提供预警功能,预测可能出现的故障并提前采取措施,有助于提高设备的可靠性和安全性㊂参考文献[1]宋斌.基于油中溶解气体分析的变压器故障诊断方法的研究[D].武汉:武汉大学,2003.[2]张深逢.变压器状态监测与异常诊断系统的开发应用[D].河南:华北水利水电大学,2014.[3]李军浩,韩旭涛,刘泽辉,等.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压技术,2015(8):2583-2601. [4]樊皓,李航,王国锋.变压器运行过程综合误差数学模型[J].河南科技大学学报(自然科学版),2013 (1):16-20.[5]张庆,周璠,华成,等.基于信息模型的变压器可靠性系统构建[J].计算机工程,2012(13):224-227.(编辑㊀王雪芬)Online status monitoring system for substations and their transformersZheng YueyangElectrical and Information Engineering School Panzhihua University Panzhihua617000 ChinaAbstract The emergence of online status monitoring systems for substations and their transformers provides an advanced and efficient solution for the operation and maintenance management of power equipment.This article proposes an online condition monitoring system OCMS for substations and transformers which helps to replace preventive maintenance of transformers with predictive maintenance.The designed OCMS is a cost-effective online and accurate tool.The proposed system results were evaluated through experimental analysis.The designed OCMS is suitable for transformers with normal or abnormal faults such as abnormal faults detected through dissolved gas analysis.Therefore it is very different from other health index algorithms used for transformer condition monitoring in the market and has better performance.Key words substations and transformers online status monitoring cost effectiveness accuracy。
变压器套管介质损耗在线监测及故障诊断系统
变压器套管介质损耗在线监测及故障诊断系统摘要：随着国民经济的迅速增长，对电力系统的依赖也日益增大，停电事故造成的损失也越来越大。
变电站主变压器是电力系统的主要设备，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全及供电的可靠性。
为保证电力系统的安全运行，必须加强对变电站主变压器绝缘的监测。
套管是变压器中一种重要的部件，介质损耗因数是反应电容型套管绝缘状况的重要特性参数，在线监测变压器套管的介质损耗（简称介损）是判断其绝缘状况的有效手段。
本设计采用DSP和CPLD实现套管在线监测终端设计。
本文重点阐述了基于谐波分析法对介质损耗角的在线提取以及终端锁相倍频电路设计和基于灰关联方法对套管故障诊断的分析，为提高监测精度，采用B码时钟实现异地高精度同步采样。
经试验表明，系统工作稳定可靠、能够精确在线测得变压器套管的介质损耗。
关键词：套管；介质损耗；在线监测； DSP；CPLD0引言变电站主变压器是电力系统的主要设备，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全及供电的可靠性[1-2]。
一旦发生失故，造成的损失或影响巨大。
我国从20世纪50年代开始，主要根据《电气设备预防性试验规程》的规定对电气设备进行定期的停电试验、检修和维护，这些预防性试验发挥了一定的积极作用，大量严重受潮和有明显缺陷的设备被检查出来。
但由于这种停电检修和试验是定期进行，难以及时反映设备内部的绝缘潜伏性故障，具有一定的盲目性，同时也造成了大量人力物力的浪费，而且试验电压往往要低于运行电压，因此其等效性相对较差，对某些缺陷反映不够灵敏，不能完全适应电网的安全、经济、稳定运行需求。
据不完全统计，1985~1990年间全国有80%的变压器事故是在预防性试验合格的情况下发生的[3-4]。
因此，基于状态的维修方式逐步代替基于时间的维修方式是电力系统设备维修发展的必然趋势，而电气设备绝缘在线监测技术作为实行状态维修的前提，已成为近年来国内外高压领域的研究热点[4-6]。
电力变压器在线监测系统研究
电力变压器在线监测系统研究一、电力变压器故障诊断的现状长期以来，电力变压器一直受到电力部门、专家学者的普遍重视，针对变压器的研究也取得了一定的成果，随着大型变压器制造水平的不断提高，变压器的可靠性也越来越高，同时对电网运行单位的生产效率和经济效益的要求不断提高。
在我国电力系统变电设备的定期维修制度是以时间为基础的，定期维修制度不管设备的实际状况如何，到期必修，缺乏对设备的综合分析，往往不是维修过量，就是维修不足。
由此造成大量人力和物力的浪费，还降低了供电可靠性。
鉴于传统的设备定期维修所暴露出来的问题，即一方面盲目地对多数完好设备定期维修，造成人力物力浪费，而且这种过度维修还可能引入新的故障隐患;另一方面还存在因一些产品性能缺陷包括绝缘缺陷未能得到及时发现检修而发展成为重大故障的可能。
因此，人们开始关注变压器状态维修的研究和应用，基于设备实际状态或其预测的试验和维护，即状态维修并认为通过以在线监测为主，离线试验为辅的监测手段的结合，逐步实现由定期维修到状态维修的转变。
二、变压器状态监测与故障诊断系统整体结构系统以微处理器技术为核心，由数据采集、数据通讯和故障诊断三大模块组成，如下图所示。
传感器将采集到的振动、噪音、电压等被动信号经数据采集模块处理后，通过以太网上传到上位机中央监控站，其上的分析软件采用windows事件驱动方式对数据进行读取、存储、分析、做出诊断。
图2.1 系统整体结构三、变压器状态监测与故障诊断相关技术电力设备状态监测与故障诊断研究所涉及的学科领域种类繁多，并在不断丰富。
各种新技术的使用，为状态监测与故障诊断提供了有力的技术支持，使其功能更加强大，使用更加方便。
(一)传感器技术：作为故障诊断的基础，首先要获取被监测设备的各种状态信息。
很多情况下，状态信号如果不是电信号就很难进行分析处理，这就需要采用传感器，把非电信号转换成为电信号以供分析。
(二)数据通讯技术：一般来讲，由于处理器速度和功能的限制，故障诊断都是通过基于pc机开发的软件来实现，这就需要把这种状态信息传送到pc机。
电力系统在线监测与故障诊断
电力系统在线监测与故障诊断随着电力系统规模的不断扩大和电力设备的不断更新，电力系统面临着越来越多的监测和维护难题。
传统的人工巡检和离线诊断方法已经难以满足现代电力系统的需求，因此电力系统在线监测与故障诊断技术应运而生。
电力系统在线监测是指通过安装各种传感器和监控设备，对电力系统中的各个组件以及整个系统进行实时监测和数据采集。
通过采集和分析大量的实时数据，可以及时了解电力系统的工作状态，发现潜在的问题并进行预警，进一步确保电力系统的安全稳定运行。
首先，电力系统在线监测技术可以实时监测电力设备的状态和运行参数。
例如，安装在变压器上的温度传感器可以实时监测变压器在运行过程中的温度变化，一旦温度超过设定阈值，系统就会自动发出警报并采取相应的措施，以避免变压器过载或发生故障。
同样，通过监测电力设备的电流、电压、功率因数等参数，可以及时发现电力设备的异常运行状态，预防设备故障的发生。
其次，电力系统在线监测技术还可以实时监测电力系统的各个环节和节点之间的电力质量。
传统的离线监测方法需要定期采集一段时间的数据进行分析，而在线监测技术可以实时监测电力系统的电压稳定性、频率稳定性、谐波含量等关键参数。
一旦发现电力质量出现异常，系统可以立即采取控制策略，调整电力系统的运行参数，以保证电力质量的稳定和优良。
除了电力系统的实时监测外，故障诊断是电力系统在线监测中的另一个重要方面。
电力系统中的故障可能会导致电力设备的受损甚至引发火灾等严重后果，因此故障的快速诊断是保障电力系统安全运行的关键。
在线故障诊断技术可以利用电力系统的实时数据和故障特征进行故障诊断，准确定位故障位置和故障原因，并提供相应的修复措施。
在故障诊断方面，电力系统在线监测技术主要有以下几种应用。
首先是故障定位，通过采集电力设备的运行数据，通过模型计算或数据分析等方法，可以定位到故障发生的位置。
例如，当电力设备突然发生过热时，可以通过在线监测数据和热模型计算，找出过热导致故障的具体位置，以便及时修复。
变压器故障与监测--变压器在线监测
1.概述1.1 在线监测的经济意义电力变压器是输电和配电网络中最重要的设备。
电力变压器的工作效率代表电力部门的财政收益。
传统抛售变压器状态信息的方法是外观检查、理化、高压电气试验和继电保护。
这些传统方法属于常规的试验和检测，仅仅能够提供变压器故障和事故后的滞后信息，即在事故过后才能获得状态信息。
与现代化状态维护发展趋势不相适应，虽然检测方法种类很多，却不能满足对变压器进行实时状态监测的需要。
继电保护装置的作用也是如此。
随着变压器现代维护技术的发展，产生了状态监测。
它打破了以往收集变压器信息的局限性。
目前电力系统通过采用对变压器的在线监测，可以即时连续记录各种影响变压器寿命的相关数据，对这些断气的自动化处理可及早发生故障隐患，实现基本的状态维护。
现代科技进步使微电子技术、传感技术和计算机技术广泛应用于电力系统高压设备的状态监测成为现实。
国内外应用的各种在线监测装置和方法相继投稿到电网和变电站，从而积累了许多在线监测的经验，促使在线监测技术上不断完善和成熟。
开拓了高压装置状态维护的新局面。
变压器在线监测技术的优越之外是以微处理技术为核心，具有标准程序软件，可将传感器、数据收集硬件、通信系统和分析功能组装成一体，弥补了室内常规检测方法和装置的不足。
变压器综合在线监测技术通过及时捕捉早期故障的先兆信息，不仅防止了故障向严重程度的发展，还能够将故障造成的严重后果降到最低限度。
变压器在线监测服务器与电力部门连接，使各连接部门都可随时获取变压器状态信息，这种方式不仅降低了变压器维护成本，还降低了意外停电率。
连接到监测服务器的用户数量不限，通过防火墙可进入成套变电站。
因此，变压器在线监测提高了运行可靠性，延缓了维护费用的投稿，延长了检修周期和变压器寿命。
由此带来的经济效益是非常可观的。
我国从20世纪70年代采用带电测试。
80年代开始实现数字化测量。
从90年代开始采用多功能微机在线监测，从而实现了变压器绝缘监测的全部自动化。
变压器在线监测与故障诊断技术探析
科技 情报开 发与经济
ＳＣＩ－ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ
文 章 编 号 ：１００５－６０３３（２００７）１８—０２０８—０３
２００７年 第 １７卷 第 １８期 收稿 日期：２００７—０４—１０
变 压器 在 线监 测 与 故 障诊 断 技术 噪 比和最小均方 差值见 表 １。 表 ｌ 不同去噪算法的信噪比和最小均方差
６ 结语
图像最基本的特征是边缘 ，边缘信 息对 图像分析和人 的视觉都是十 分重要的。边缘特征是图像最为有用的高频信 息 ，因此 ，在 图像去噪的 同时 ，应尽可能地保 留图像的边缘特征 。基于边缘 检测的小波阈值去噪 法在去除噪声之前 ，先进行边缘检测 ，确定边缘 特征在各个子带 图像 中 的位置 ，以保护图像的边缘特征 ，然后再进行阈值去噪。仿真结果证 明， 得到的去噪效果较为理想 。
（责任编辑 ：李 敏 ）
第一作者简 介：谭 艳丽 ，女 ，１９７８年 ｌ１月生 ，２００２年 毕业于华北 工 学 院电子信息工程 系，现 为中北大学信 号与信 息处理专业 ２００５级在读 硕 士研究生 ，中北大学分校电子工程系 ，山西省太原市迎新街 ，０３０００８．
Ａｎ Ｉｍ ａｇｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍ ｅｎｔ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ Ｗ ａｖｅｌｅｔ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｄｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
文献 标 识 码 ：Ａ
１ 变压 器在 线监 测 的意义
变压器是 电力 系统 中重要 的设 备之一 ，它 的安全运行对 整个 电力 系 统具有重要意义。大 型变压器 的运行可靠性在很大程度上取决于其 绝缘 的可靠性。有大量资料表 明 ，导致设 备失效的主要原 因是其绝缘性 能的 劣化。例如 ，我国 １９８４—１９８６年 ，ｌ１０ ｋｖ及 以上等级 电力 变压器事 故的 统计分析表明 ，由于绝缘劣化引起事故 占事故 总台次的 ６８％和事故 总容 量的 ７４％，而 １９９０年 的统计分别为 ７６％和 ６５％。 国外 的统计结果 也类 似 。例如 ，日本 日新公司对故障变压器统计的结 果中，绝缘故障 占 ４５％。
EN3600-TRCMS电力变压器状态在线监测和诊断系统V2
EN3600-TRCMS电力变压器振动在线监测故障诊断系统故障发展趋势预测故障预警运行监测检修指导故障部位定位一、技术背景“EN3600电力变压器箱体振动监测诊断系统”是针对大型电力变压器线圈和铁心部件松动故障开发的基于箱体振动的故障监测与诊断系统产品。
线圈和铁心部件松动是变压器的一种常见问题。
变压器在运行过程中，线圈和铁心受到交变电磁力和磁致伸缩力的共同作用，由原始压紧状态逐渐变松，其结果是，轻则造成变压器振动和噪声的增大，重则导致线圈变形，造成绝缘磨损、线圈变形，甚至短路等严重的二次故障。
统计表明，由于线圈变形造成的变压器故障占据较高比例，造成的损失很大。
但是目前国内外尚未有比较成熟的线圈和铁心松动监测技术及产品。
本产品（EN3600）是北京英华达公司与华北电力大学合作，在多年理论研究、试验分析和现场测试基础上开发的一种专用故障监测与诊断系统，具有技术先进、功能强大、易于实现、可靠性高等特点，对准确判断松动状态，提高变压器运行安全可靠性，降低维护维修成本具有很好的实际意义。
本产品可以实现以下类型变压器故障的监测诊断：1）铁心和线圈松动，及其引发的相关故障，包括线圈变形、绝缘劣化等；3）能够通过变压器箱体振动反映的分接开关异常状态。
二、监测原理变压器在运行状态下，铁心磁场的磁致伸缩效应引起铁心振动，线圈负载电流的电场力引起线圈振动，这两种振动源相互作用，形成复杂的振动形态，并经过支座和油介质传递到变压器箱体，使箱体产生振动。
箱体振动特征与变压器铁心线圈的振动形式以及变压器的内部结构关系密切，因此通过监测变压器箱体振动可以有效实现线圈和铁心松动状态的诊断。
基于变压器箱体振动进行线圈和铁心松动状态监测的设想于上个世纪90年代提出，是一项比较新的监测技术。
但是该项技术的实际应用案例和产品尚不多见。
主要原因是对松动状态与箱体振动关系以及松动状态表征方法等方面缺少深入的理论和试验研究。
此外，变压器内部的分接开关在动作过程中，将产生冲击振动激励，经连接结构和油介质传递到箱体，开关正常状态和异常状态产生的冲击振动特征存在差异，因此可以通过箱体振动监测分析，判断分接开关的异常状态。
输变电设备在线状态分析与智能诊断系统的研究
输变电设备在线状态分析与智能诊断系统的研究1. 本文概述随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的日益增加，输变电设备的运行安全与稳定性对整个电网的高效运行起着至关重要的作用。
本文聚焦于研究一种基于现代信息技术与人工智能技术相结合的输变电设备在线状态分析与智能诊断系统。
该系统旨在实现对高压输电线路、变压器、断路器等关键设备的实时监测、故障预警以及性能评估，通过集成大数据处理、传感器网络、机器学习算法等先进技术手段，实时采集并分析设备运行数据，精准判断设备健康状况，并对未来可能出现的故障进行预测性维护。
本文首先综述了国内外关于输变电设备状态监测与智能诊断的研究现状及发展趋势，明确了研究背景与意义随后，详细阐述了所设计系统的架构组成及其工作原理，包括数据采集模块、数据预处理模块、智能分析与诊断模块等功能模块的设计与实现通过实际应用案例和实验数据验证了该系统的有效性和实用性，探讨了其在电力系统智能化运维中的潜在价值及未来改进方向。
本研究期望能为提升电力系统运维管理水平，确保输变电设备安全可靠运行提供有力的技术支撑和2. 输变电设备概述输电设备是电力系统的重要组成部分，主要包括输电线路和输电塔。
输电线路负责将发电厂产生的电能高效、安全地传输到各个变电站。
根据材料和结构的差异，输电线路可分为多种类型，如交流输电线路和直流输电线路。
输电塔作为输电线路的支撑结构，其设计和建造需考虑多种因素，包括地形、气候、载荷等。
变电站作为输电和配电的枢纽，其设备主要包括变压器、开关设备、保护装置和测量仪表。
变压器负责电压的升降，以适应不同的输电和配电需求。
开关设备用于控制电路的通断，保护装置用于检测并隔离故障，保障电力系统的稳定运行。
测量仪表则用于实时监测电压、电流等关键参数。
随着电力需求的不断增长和电网规模的扩大，输变电设备的运行状态监测变得尤为重要。
在线状态监测系统能实时获取设备运行数据，通过分析这些数据，可以及时发现潜在故障，预测设备寿命，从而实现预防性维护，降低故障带来的损失。
变电站在线监测系统的分析
变电站在线监测系统的分析摘要：近年来，电网公司积极开展状态检修工作，变电站在线监测、故障诊断作为状态检修工作的前提，具有非常关键和重要的作用，因此本文对变电站主变的在线监测进行了分析介绍。
关键词：变电站，在线监测，状态检修中图分类号： tm411+.4 文献标识码： a 文章编号：0引言传统的设备预防性试验属于离线状态监测，其投资小、监测面宽，检测设备相对简单方便、易实现，但反应相对迟缓，采集信息有限，必须另外配备分析系统，因此不能适应当前广泛推广的变电站自动化的要求，而在线状态监测是以计算机技术为基础，利用现代传感器技术以及信息技术等对正在运行的设备进行实时监测，这种方式监测信息量大，能够及时反映设备的状态和发展趋势，比较适合应用于变电站自动化。
故障诊断是主动发现故障的过程，所谓故障就是使系统不能按给定要求工作的一种不允许的性能偏离，故障诊断包括故障报警、故障定位、故障程度估计、设备的故障诊断实际上指在设备不解体的情况下，根据人类积累的经验和数据，采用一定的技术手段，对设备所处的状态进行判断，对设备的故障及发展变化进行诊断和估计的技术。
1变压器在线监测技术概况变压器的在线监测可以提早发现设备内部可能存在的缺陷或性能劣化，为检修提供判断，提高供电可靠性和经济性。
因此，变压器的在线监测具有十分广阔的发展前景。
其发展方向主要有：1）由对单台的设备进行监测向整个系统的在线监测延伸，并根据系统设备的运行情况，由专家系统判定最优化的运行计划。
2）实现设备的远程监测。
3）状态监测系统和其他系统联网，增强系统的安全性和可操作性。
虽然包括变压器在线监测在内的电力设备在线监测技术已经发展了几十年，但在线监测系统的选型、日常运行、判据分析、状态评价等方面仍缺乏相应的标准、规范和导则，运行单位对在线监测系统按电力设备的日常管理、维护工作有待规范。
电力设备的在线监测必将是未来高电压设备检测研究的重点。
2变压器在线监测方法电力变压器的在线监测方法主要分为两种形式：集中式监测和分布式监测。
电力变压器远程故障诊断专家系统
用户根据不 同的用户 名和密码登 陆 输入 变压器的铭牌参数 ，即可进行故障现象诊 断、 色谱分析诊断 、电气试验诊断 ，显示诊 断结果及指导建议 。对色谱分析诊断结果采用大卫 三角图及可燃 性气体含量 图辅助用户进 行分析理解 。
电力 变压器 故 障 远 程诊 断 专家 系统 的
毫 …一蔓 譬… … … 一 鼍 一 要 ●— — — ～ ～… … 广 ｒ ｌ ■…
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效 的手段 ．对早期 发 现 变压器 可 能导致 故
障异常 有超 前提 示作 用 ，具 有很 大 的经济 效益和社会效益 。
应 用 使 省 电 力 公 司 和
下属各 电业局 生产 管
理 人 员 、 技 术 人 员 可
通过 网络 对 变压器 故 障进 行诊 断 ，提高 了 变压 器故 障诊 断 的准 确性 和工 作效 率 ．大 大地 减少 了变压器 故 障 诊 断和 检 修 时 间 ． 提高了供电的可靠性 。 为电力 系统 专业人 员 对 变压器 的故障远 程 诊 断提供 了方便 而有
电力变压器远程故暄诠断毫家系统
目前 ，电力设备的定期检修管理 制度正面临重大的历史变革 ，在向以可靠性为中心 的
状态检修策略过渡的过程 中 ．电力变压器故 障诊断专家系统将对逐步实现的电力设备检修 管理制度向状态检修转移起到积极的推动作 用，从 而提高供 电可靠性和 电力服务质量 ，最 大限度地满足电能对全社会服务的需求。
该 专家系统 以Ｌｎｘ 、Ａ ａｈ 与 Ｔ ｍ ａ 为平 台 选 用 Ｍ ｓｌ ｉ ｕ ｐｃｅ ｏ ｃｔ ｙｑ 数据库 ．采用当今流行的
Ｊｖ 与 Ｊｐ ａａ ｓ 作为软件开发程序编制完成 其风格采用 ＷＥ 即 Ｂ Ｓ 式 服务器设在电科院 Ｂ ／模
浅析电力继电保护的在线校核系统
浅析电力继电保护的在线校核系统摘要：在科技持续发展的背景下，电力系统所搭载继电保护装置的信息化、智能化以及自动化水平均较以往有所提高，要想使供电过程更加稳定且安全，关键是要对自动装置、继电保护装置进行结合，通过对保护装置进行全面升级的方式，使其所具有功能得到最大程度地发挥。
本文主要对电力继电保护的在线校核系统进行论述。
关键词：电力继电保护；在线校核系统引言在线校核校验的内容涵盖继电保护的范畴以及选择性；一旦发现不安全的因素就会发出报警信号，及时提醒技术人员作出实际的解决措施，保证整个工程的安全运行，在这种情况下，为电能调度及健康运行提供了有利的条件和因素。
1数字孪生下的继电保护装置故障远程VR在线诊断系统继电保护装置的被保护部件出现故障时，为保证其余部分顺利工作，该装置能够从完整的电力系统中切断故障部件。
继电保护装置故障将无法保证电力变压器的正常工作，会造成变压器内部短路，严重时会导致地板牙器油冲破抗爆管，从而引发重大火灾事故。
继电保护装置故障远程VR在线诊断系统分为感知层、网络层、平台层和应用层四个层面。
感知层通过感知设备采集继电保护装置电流电压数据，并采用地面激光雷达、摄像机分别采集继电保护装置结构、尺寸等点云数据、继电保护图像。
网络层通过光纤网络将采集到的继电保护装置相关数据传输至平台层进行处理，为保证数据传输的稳定性和安全性，网络层由通信通道和相关网络设备共同构成。
系统的平台层通过运检管控平台对继电保护装置相关信息进行管理、协调以及储存；数字孪生三维建模平台采用数字孪生技术并运用地面激光雷达以及摄像机获取点云数据和图像对继电保护装置进行数字孪生3D 建模；统一视频平台作为系统的用户交互界面，可实现故障诊断以及VR远程全景监测结果的显示。
应用层采用小波信号检测理论检测感知层采集的异常信号，并将所得异常信号传输到故障诊断模块完成异常信号检测。
VR远程监测模块调用数字孪生三维建模平台所构建的继电保护装置数字孪生三维模型，实现继电保护装置进行全景监测和三维检修巡视。
电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究
电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究
龚伟 ( 湖北省轻山热电厂 430070 )
摘 要: 本文在阐述电气设备状态监测相关概念的基础上， 提出了电气设备状态检测与故障诊断系统的组成及相应功能，总结并分 析了目 前常用的在线监侧技术， 并结合一实例，对变压器振动故障诊断的应用进行了 模拟，为电气设备在线状态诊断的应用提供了
保留或增强有用信号， 提炼信号特征。 依据所 得的特征信号， 采用各种诊断方法， 如模糊逻 辑， 人工神经网络， 专家系统等得出诊断结果
11 ]
2 常用的电气设备在线监测技术
2. 1 局部放电 监测技术 电气设备绝缘中的平均工作场强虽不算 高， 但由于结构复杂， 电场分布很不均匀， 局 部场强可能较高， 再加上工艺处理不当或运 1 状态监测与故障诊断系统的组成 行条件恶劣等，可能由个别地方先出现局部 电气设备在线状态监测与诊断包括以下 基本过程: 信号检测、数据采集、数据处理、 放电而逐渐发展到严重事故。变压器油纸绝 诊断。 基本过程如下: 通过各种传感器(如光、 缘中含有气隙的地方容易发生局部放电。变 压器局部放电的在线监测方法主要有1 、 2 电、温度、振动、流量、化学等)检测出设备 (1 中 ) 性点祸合监测法. 的状态信号， 并使其可被传输， 转换， 采集， (2 电容器祸合监测法; ) 处理。然后由数据采集单元采集并存储于存 (3 超声波监测法; ) 储器中。 传送载体可以是电 缆或光缆， 其 为了 (4 电、超声波联合监测法 ) 提高抗干扰能力，多采用光缆或采用数字信 其中 较为常用的电、 超声波联合监测法 号传输。 数据采集可以采用三种方式: 采集信 依据电力变压器内部发生局部放电时所产生 号波形，采集信号峰值或记录峰值超过阀值 的脉冲。进行数据处理时，主要为抑制干扰， 的高频电脉冲信号和超声波信号，分为物理
变压器在线监测系统
变压器在线监测系统简介变压器在线监测系统是一种基于先进的传感器和数据采集技术，结合云计算和大数据分析的智能化电力设备管理系统。
它可以实时监测变压器的运行状态和各项参数，提供预警和诊断，帮助电力设备管理员进行及时的维护和故障排除，提高供电可靠性和安全性。
功能特点1.实时数据监测：变压器在线监测系统可以实时采集变压器的运行数据，包括温度、湿度、油位、气体浓度等各项参数。
通过传感器和数据采集设备，可以实现对变压器内部和外部环境的全面监测。
2.远程监控和控制：系统支持远程监控和控制，管理员可以通过云平台或移动终端随时随地查看变压器的运行状态和参数。
同时，系统还可以通过远程控制命令对变压器进行运行模式调整、故障排除等操作。
3.故障预警和诊断：系统可以根据变压器的各项参数，通过大数据分析和机器学习算法进行故障预警和诊断。
一旦发现异常情况，系统会及时发出预警信息，提醒管理员进行相应的处理。
同时，系统还可以根据历史数据和经验知识，对故障原因进行分析和诊断。
4.数据分析和报表生成：系统可以对变压器的历史数据进行存储和分析，生成各类报表和统计图表。
管理员可以通过这些分析结果，了解变压器的运行趋势和性能状况，为后续的设备维护和运行优化提供参考依据。
5.数据安全和权限控制：系统采用高级的数据加密和权限控制技术，确保变压器的运行数据和管理信息的安全性和完整性。
只有具有相应权限的管理员才能查看和操作相关数据。
系统架构变压器在线监测系统的架构主要包括以下几个模块：1.数据采集模块：通过传感器和数据采集设备对变压器的各项参数进行实时采集，将采集到的数据传输到数据处理模块。
2.数据处理模块：负责对采集到的数据进行处理和存储。
这包括数据清洗、数据校验、数据存储和数据分析等功能。
3.远程监控和控制模块：管理员可以通过云平台或移动终端实时监控和控制变压器的运行状态和参数。
该模块负责接收和处理管理员的监控和控制命令，并将变压器的实时数据传输给管理员。
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浅析电力变压器故障在线诊断系统
摘要：针对电力变压器在线监测系统对数据传输可靠性和实时性的要求，提出了一种基于
C8051F020单片机控制的变压器在线监测系统，进行了电源电路及信号调理电路的设计。
建
立了基于信息融合技术的变压器智能故障诊断模式，将各种特征信息融合后对变压器的故障
进行诊断，提高了诊断的可靠性和准确性。
关键词：电力变压器；在线监测；故障诊断；信息融合
电力变压器是电力系统的核心设备之一，其安全、可靠运行是保证整个电力系统可靠供电的
基础。
电力变压器发生故障会直接影响电力系统的安全运行，同时会给电力企业及电力用户
带来极大的经济损失。
目前电力系统向超高压、大电网及自动化方向快速发展，变压器工作
故障对电力系统安全、可靠运行的影响和危害与日剧增。
1 变压器在线监测系统硬件设计
变压器在线监测项目主要有局部放电监测、有载分接开关的监测、套管介损因数的监测、负
荷电压、电流、功率的因数的监测、绕组温度的监测、油中微水、溶解气体的在线监测等。
通过这些项目的在线监测对变压器进行全方位的监测，获得有关变压器运行状态较为详细的
信息，通过这些特征信息结合变压器故障智能诊断系统判断变压器有无异常。
变压器状态在
线监测系统硬件结构图如图1所示。
图 1 变压器状态在线监测系统硬件结构
1.1系统电源电路的设计
由于C8051F020的I/O输入输出供电电源为5V,其内核及片内外设供电电源为3.3V，因此系
统要使用两组稳压电源。
系统稳压5V电源电路如图2所示。
图 2 稳压 5V 电源电路
220V的交流电首先经过降压变压器降压，将降压后的交流电经整流桥整流为直流，经C1滤
波后进入LM7805稳压模块，R1分压后最终输出5 V直流电。
将5 V直流电再使用低压差电
源芯片LM1117MPx-3.芯片稳压输出3.3V，LM1117MPx-3.3芯片具有输出电流大、输出电压精度高、稳定性好等特点。
1.2信号调理电路的设计
C8051F020内有12位的逐次逼近型模数转换器，通过软件编程就可以实现模拟量与数字量
的转换。
电力变压器在线监测系统传感器检测的模拟量都是弱电信号，并且含有混叠的高频
噪音信号，因此，在检测信号接入C8051F020的A/D接口前必须经过信号调理电路。
电流传
感器信号调理电路如图3所示，传感器信号经R2分压作用，在信号输入点转换成电压信号，经R3和C8组成的低通滤波回路，有效滤除信号中混叠的高频噪声信号，最后由高精度运算
放大器LM358跟随放大，将放大后的信号输出到单片机的A/D引脚。
电压型传感器信号调理电路如图4所示，弱电压信号首先经过初级滤波进入同相输入端，即保证与反向输入端电阻
构成跟随放大电路，也可满足线路高阻抗匹配特性，能有效滤除电压噪声干扰。
传感器信号
调理模块和单片机A/D采样模块共同完成了变压器在线监测原始数据的采集和数字滤波，是
监测系统获取有用信息及正确开展智能诊断工作的基础。
图 3 电流型传感器信号调理电路
图 4电压型传感器信号调理电路
2 基于信息融合技术的变压器故障诊断
变压器因其制造工艺的复杂性及运行环境的不稳定性造成了变压器故障机理的复杂性，其表
现为同一种故障模式有多种故障特征，同一种故障特征又是几种故障模式共同作用的结果，
故障模式与故障特征之间存在一种复杂而又非线性的对应关系。
因此，确定故障模式与故障
特征之间的关系在变压器故障诊断中是非常重要的。
2.1数据层融合
数据层融合是对未经过处理的传感器所监测的原始数据进行综合分析和处理。
要实现数据层
的融合其传感器必须是相匹配，以实现原始数据上的关联，并能保证同一目标或状态的数据
进行融合。
数据层融合方法有算术平均法、加权平均法及曲面拟合法等。
2.2特征层数据融合
特征层数据融合属于中间层，即从信息源的原始信息中提取特征信息并进行综合分析和处理，提取的特征信息应是原始信息的充分表示量或统计量，然后按照提取的特征信息对信息源数
据进行分类、聚集和综合分析。
所采用的融合方法仍是模式识别的相应技术，只是在融合前
通过传感器信息的变换，把各传感器的数据变成统一的数据表达形式，并在数据配准后对特
征信息进行关联处理。
其优点是：实现了多传感器信息压缩，有利于实时处理，由于所提取
的特征信息与决策分析相关，因此融合结果最大限度地给出了决策分析所需的特征信息。
2.3决策层数据融合
决策层数据融合属于最高层，也是三级融合的最终结果。
每个传感器对所监测目标的监测数
据进行信号预处理、特征提取、识别等以完成对所监测目标的一个初步判决，然后通过关联
处理，根据一定的准则给出一个最终的决策，决策的结果为指挥控制决策提供了依据，即最
终决策是针对具体故障类型及部位的，根据最终决策采取相应的故障隔离措施。
决策层融合
方法主要有Bayesian推理、DS证据理论、模糊理论、专家系统等。
结语
电力变压器运行状态在线监测系统的稳定性和可靠性对电网的安全、可靠、经济运行具有重
要的意义，针对在线监测系统对数据传输可靠性和实时性的要求，本文提出了一种基于
C8051F020单片机控制的变压器在线监测系统，并进行了电源电路及信号调理电路的硬件设计。
将信息融合技术引入变压器故障诊断系统，有效解决了故障模式与故障特征之间的非线
性关系，充分利用各种特征信息对变压器的故障进行诊断，提高了诊断的准确信和可靠性。
参考文献：
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[2]许坤,周建华等.变压器油中溶解气体在线监测技术发展与展望[J].高电压技术.2005,31(2):30-33.。