智能電網(wǎng)建設(shè)提速離不開配電變壓器助力
3.變壓器在線監(jiān)測方法
變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)變壓器的故障判定,一般不是根據(jù)所測參數(shù)絕對(duì)值進(jìn)行,而是根據(jù)其參數(shù)的變化趨勢判定。監(jiān)測系統(tǒng)在相應(yīng)數(shù)據(jù)傳感采集的基礎(chǔ)上,進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析處理,最終得出變壓器的趨勢性故障預(yù)測。其基本監(jiān)測程序是:傳感器—數(shù)據(jù)收集—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)—狀態(tài)分析—故障分類—判定故障—提出方案。
實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)取自于變壓器的本體和附屬組件,數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)變壓器的全面信息,包括原始參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況、監(jiān)測數(shù)據(jù)、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和診斷結(jié)果等。
狀態(tài)分析以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理和故障分類一般采用快速傅里葉變換或先進(jìn)的小波變換法。對(duì)于鐵芯、繞組、油溫、負(fù)荷等眾多繁雜的數(shù)據(jù),經(jīng)過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元的特征分析,將預(yù)分析結(jié)果變換成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適宜處理的形式,提高了其運(yùn)算推理速度。
故障分類主要是區(qū)分變壓器的故障性質(zhì),如繞組過熱、鐵芯過熱、油中氣體、絕緣缺陷、鐵芯接地電流、局部放電故障等。
監(jiān)測診斷系統(tǒng)最終將分析結(jié)果與數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作為判據(jù),做出故障判定并提出變壓器的維護(hù)解決方案。監(jiān)測診斷系統(tǒng)的所有信息均可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上傳與查詢,給電網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)帶來極大方便,滿足智能電網(wǎng)的要求。
變壓器在線監(jiān)測的范圍極其廣泛,它幾乎囊括了可能出現(xiàn)故障的所有問題。如熱點(diǎn)監(jiān)測、油中氣體總量、局部放電、套管的介質(zhì)損耗和電容、冷卻裝置功能、油中濕度酸度、負(fù)載電流、紙絕緣的濕度和遷移情況、繞組頂部和底部油溫、電介質(zhì)和動(dòng)力系統(tǒng)的缺陷、構(gòu)件的夾緊力、有載調(diào)壓系統(tǒng)的性能和缺陷、鐵芯接地故障和繞組缺陷、儲(chǔ)油柜的油位等。
4.變壓器在線監(jiān)測的具體應(yīng)用
某電力設(shè)備集成商運(yùn)用四信通信工業(yè)無線路由器,搭建一個(gè)基于無線通信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、可靠的無線通信網(wǎng)絡(luò),對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。其設(shè)計(jì)思想為:通過變壓器特征氣體檢測模塊檢測變壓器絕緣油中特征氣體的濃度,通過CAN總線傳送給主控模塊,主控模塊根據(jù)設(shè)定判斷變壓器是否達(dá)到故障預(yù)警,然后通過四信工業(yè)無線路由器將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測的功能。
將實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用到變壓器的遠(yuǎn)程監(jiān)測中,通過在線監(jiān)測變壓器礦物絕緣油中溶解氣體的濃度,利用無線傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行處理,能大大提高用電穩(wěn)定性和安全性,預(yù)防發(fā)生大型事故,高效解決因地域分散造成的電力設(shè)施難以統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控問題,同時(shí)緩解使用單位的管理壓力,提高管理效率。
5.變壓器在線監(jiān)測的發(fā)展趨勢
從變壓器在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用情況看,雖然還存在著抗電磁干擾能力不強(qiáng)、使用壽命偏短、價(jià)格偏高等缺陷,但由于其具有常規(guī)檢測手段所無可比擬的優(yōu)越性,所有問題都將在發(fā)展中逐步得以解決。
在技術(shù)層面,硬件設(shè)備將向更加智能化方向發(fā)展,免維護(hù)性將更高。智能型傳感器的采用,使將電磁干擾得到有效抑制;隨著新型材料的廣泛采用,色譜分析的透氣膜等設(shè)備的使用壽命也將延長。故障分析軟件系統(tǒng)也將與離線試驗(yàn)、設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等信息有機(jī)融合,開展綜合化的在線診斷,不同系統(tǒng)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)將通過網(wǎng)絡(luò)共享。
在政策層面,由于智能電網(wǎng)建設(shè)的需求推動(dòng),以及各科研院所、在線監(jiān)測公司研發(fā)力度的不斷加大,在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用工作正在穩(wěn)步推進(jìn),不僅促使變壓器檢修規(guī)程、管理方法要隨之變革,而且必將導(dǎo)致規(guī)范的狀態(tài)檢修管理體系的確立,以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最終統(tǒng)一。
在經(jīng)濟(jì)層面,隨著國內(nèi)在線監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)與軟件開發(fā)廠商研發(fā)力度的加強(qiáng)和國外同類產(chǎn)品的競爭,以及電網(wǎng)需求旺盛等因素的影響,不僅其軟硬件產(chǎn)品的價(jià)格將大幅下降,而且性價(jià)比也將大幅提高。
6.結(jié)束語
綜上所述,只有建立在變壓器智能化在線監(jiān)測基礎(chǔ)上的狀態(tài)檢修,才具有真正的現(xiàn)實(shí)意義。它不僅避免了預(yù)防性試驗(yàn)和定期檢修所帶來的盲目性和強(qiáng)制性,節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力,而且增強(qiáng)了輸變電設(shè)備的供電可靠性,延長了變壓器的使用壽命,具有廣闊的發(fā)展前景。
責(zé)任編輯:電朵云
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