变压器故障预警系统

TMS概述通过对变压器在运行过程中所出现各类故障的统计调查，河北智恒电力科技有限公司技术人员有针对性地进行了大量试验，并会同多名国内变压器专家进行交流。最后一致认为，在变压器真正出现各类故障之前，完全可以通过对其主要性能参数进行在线监测和分析，即可完全对变压器进行故障早期诊断并及时采取相应处理措施，从而发现缺陷和问题，避免故障进一步扩大，降低事故的发生几率。根据以上分析，河北智恒电力科技有限公司在国内率先开发出TMS变压器故障预警系统，解决了变压器发生故障时早期诊断不准确的难题。TMS变压器故障预警系统采取集成设计思想，以变压器为目标，采用分层分布式网络结构，实现对变压器的远程、在线式、网络化集中监测与故障诊断，克服一个变电站内不同设备的在线监测系统“各自为政”的弊端，实现了对变压器的综合故障早期诊断和预警。二、系统结构1.结合变压器事故的发生率和监测方法的种类，变压器故障预警系统打破以前单一的监测模式，采用综合监测变压器的油温、线圈温度、局部放电、乙炔、氢气、渗油、振动、铁芯接地电流、油泵故障等情况，通过在变压器上安装温度传感器、振动传感器、超声波传感器、高频电流互感器、高压套管传感器、气体传感器、油位传感器的方法，这些传感器监测到的数据传输给监测单元，监测单元进行数据处理再通过RS485通讯远传给监控室里的电脑，通过上位机以直观的视角把变压器的运行状态展现出来，方便对变压器的故障进行预判，避免事故发生。系统构架图如下：2.示意图会F型油硒淳传端上横机附臼."涛即2.示意图会F型油硒淳传端上横机附臼."涛即司位传逑器系统构架图3.系统构成：后台主机,包括8个在线监测子系统:1.变压器局部放电在线监测子系统2.气体含量在线监测子系统3.变压器振动在线监测子系统4.变压器油温在线监测子系统5.变压器线圈温度监测系统6.铁芯接地电流在线监测子系统7.变压器油泵故障监测系统8.变压器渗漏油监测系统3.2监测单元介绍：传感器采集的数据汇总到监测单元，监测单元将各个数据进行数字化处理，将处理后的数字信号传输到后台主机进行综合分析3.3各种传感器配置：3.3.1油温传感器2个3.3.2线圈温度传感器3个.3.3.3超声波传感器4个3.3.4振动传感器2个3.3.5高频电流互感器1个或高压套管传感器3个，如果现场安装时能停电安装，则可优先考虑安装高压套管传感器，否则可安装高频电流互感器。3.3.6气体监测传感器1个3.3.7油位传感器1个3.3.8铁心接地电流互感器1个三、传感器参数及功能（1）、振动传感器参数：数字输出输出方式RS485、RS232或TTL电平接口标准可选宽温工作-40-+85℃优异的偏差稳定性高环境适应性（冲击和温度）高精度高抗震性能＞3500g小体积（2）、温度传感器产品优点：变压器的绕组温度显示及远程传送波纹伸缩节技术寿命超长，功能可靠在整个生命周期中无需重新调节和校准多点温度变化曲线开关可以单独调节可以选择滞后自主补偿环境温度观察窗使用层压安全玻璃，带紫外线过滤膜参数：测量范围：-40-+150℃指示精度：±3℃模拟输出端：4-20mA、5V直流电内置匹配电阻可选：绕组温度指示器：适合于CT最大值为2.2A的连续电流；设置范围为输入电流的0-80%绕组温度指示器：适合于CT最大值为2.65A的连续电流；设置范围为输入电流的45-85%（3）、高频电流互感器参数：频率范围：500kHz-30MHz卡装方式：开口开口内径：50-100mm可选防护等级：IP68（4）高压套管传感器安装方式：传感器直接与原末屏接地帽互换传感器材料：外部壳体采用304不锈钢，内部壳体采用黄铜镀镍。信号提取方式：电磁感应信号传输方式：50。同轴电缆检测频带：500kHz-30MHz传感器灵敏度：1pC防护等级：IP65接口类型：BNC接口供电方式：无源（5）、超声波传感器参数：频率范围：60kHz-300kHz分辨率：1dB精度：士1dB（6）、气体检测传感器参数：测量范围：乙炔、氢气采样方式：泵吸式（渗透式）显示方式：液晶数字显示气体浓度值和状态说明响应时间：＜15s四、系统的主要功能特点(1)系统具备自诊断功能，主机能自动诊断硬件设备的故障，并给予明确提示；系统配备软、硬件看门狗，确保无死机现象发生。同时，软件可给出软件自身的运行状态参数。(2)系统可对用户基本信息进行设置；(3)系统可对设备配置信息进行设置；(4)系统可对各在线监测子系统的运行参数进行设置(监测间隔时间、数据采样周期、定时巡检时间等)；(5)系统采用定时巡检方式进行数据采集；(6)系统运行参数设置既可由主机设定，又可由上位机远程设定；(7)系统具有追踪监测(锁定监测)功能，可使用追踪监测功能自动对变压器进行监测；在检测参数高于设定阈值时，设备参数变化趋势较快时或通过监测系统诊断软件计算处理后这几种状态下可自动追踪监测故障征兆的设备。(8)系统具有综合故障诊断功能，充分利用监测数据；对变压器故障进行智能诊断，根据在线监测到的各种设备数据，具有基于人工神经网络或模糊数学等高级人工智能诊断故障的能力。(9)系统采用多级报警方式，监测数据超过设定限值或总合诊断结果需要报警时即会自动报警，并能在线修改报警阈值；报警方式可灵活设定，可将报警信息发送给远程计算机，又可设置通讯接口，自动连接到相关人员的通讯设备上。在线修改报警阈值可在现场主机或网络用户远程设置；(10)系统具有故障报警输出接点；(11)系统可图形显示设备的监测位置(监测设备拓扑图)；(12)系统可以报表形式显示监测数据；(13)系统可以趋势图、直方图、放电图谱、PRPS、PRPD、三维放电谱图、工频放电谱图等形式显示监测结果；(14)系统具备数据编程、数据拷贝、列表打印等计算和管理系统基本功能；(15)可以锁定方式显示某个子系统的监测结果；(16)可以循环方式显示各个子系统的监测结果；（17）具有远程监测与诊断功能；（18）具有打印输出监测图表功能；五、可预测故障类型（1）可对变压器绕组故障进行预警主要包括绕组松动、位移、绝缘缺陷、变形、烧损，绕组接地、绕组断路、相间短路，匝间短路，断线及接头开焊等。由于绕组是变压器的心脏，其发生故障若不及时处理，将导致绕组完全损坏，严重会导致变压器爆炸。（2）可对变压器油温过热进行预警运行中变压器的铁损和铜损转化为热量，若在同样条件下，变压器上层油温比平时高出10℃以上，或负载不变而温度不断上升（冷却装置运行正常），则为温度出现异常。（3）可对变压器主绝缘缺陷等问题进行预警变压器内部绝缘是其质量优劣的关键，大部分故障都是因为变压器绝缘性能不佳而引起的。绝缘故障可分为绝缘损伤和介损超标，此类故障属于轻度性故障，当其出现时，变压器虽然仍能正常运行，但这只局限于短期内。（4）可对紧固件松动问题进行预警变压器在长期运行过程中，难免会出现变压器内外紧固螺丝的松动问题，该预警装置可根据监测到实际振动信号的幅值综合判定提前发现此缺陷而提前发出预警信号。（5）可对变压器渗漏油进行预警通过对油位变化及油温变化情况，可对变压器是否有渗漏油情况进行报警。（6）可对变压器局放异常进行预警根据变压器局放、幅值、频率、放电次数等变化情况，对局放异常状态进行预警。六、变压器故障预警系统后台“TMS变压器故障预警系统”以在线监测系统获取的监测数据为基础，充分利用在线监测数据的动态特性，融合多类型的在线监测数据，结合了人工神经网络和专家系统技术，开发了综合型智能动态诊断专家系统。系统利用神经网络完成知识获取、推理和知识库维护等任务，专家系统部分负责与用户交互，对输入信息预处理，以及对神经网络输出进行综合分析。对设备实施多参数、多种故障特征信息的在线监测是故障综合诊断的基础，在线监测系统提供的连续数据保证了TMS变压器故障预警系统具有动态特性，可以对设备潜在故障的发展趋势作出有效的判断，本诊断系统的多信息综合和动态诊断特性是区别于以往类似系统的主