变压器在线监测及微机保护专家系统许坤南自科技发展有限公司210003了变压器在线监测与传统微机保护之间的联系和研制保护测控在线监测综合专家系统的可行性，并提出了系统实施的术方引言变压器是电力系统中的个关键设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外近几年要滞继电保护装置击保护变器，而绝缘损耗前上要是靠变压器定期检修和及时监测来发现但定期检修制度对于变压器来说有它致命的缺点，由于检修周期长，现行的预防性试验项目对绝缘的发展性故障反映不灵敏。发展速度在几天至几周的局部缺陷往往+能及时被发现，造成的事故在变乐器故障中所占比例较大。开展状态检修，对变压器进行有效地在线监测，做到有针对性的检修维护，才能达到早期故障预报避免恶性事故发生的的。

　　多年来屯力系统变压器继电保护装置的动作正确宇宵远远低于线路抓。1他元件保护，差动保护原埋在变压器上的运用也需进步完拎和提高。在电气设备中发电机断路器，等元件现基本形成了相对固定和成熟的在线监测方法，但变压器，前尚无1行业成地冈标准。究其原因足多方面的。从变压器本身来看，它的运行环境复杂多变，现场干扰水相付人而复杂；变压器故障和绝缘损耗过程中往往有电压电流磁场振动机械力温度油声波气体等物理量变化；而早期的内部故障量如局部放电反应到外部相对较为微弱。现国内变压器的在线监测往往是对某种方法做的研究，如脉冲屯量法测部放屯1测变压器理组变形油中气体检测等。但每种方法都有自己的优点和局限性，用单的在线监测方法或保护说理去实现变压器在线保护，往往不能避开本身方法的不足，且容易出现判断的不准确和诊断数据的盲区计律数据超出诊断判据范。综合专家系统的研宄可能克服这些缺点，更加准确全地诊断变压器的故障和绝缘状态，直以来。变压器保护和状态监测分，继电保护和高电压技术两个不同专业，但事实上，两个专业具有很人的关联性。它们在作出对象采集物理斌信号处理分析产品硬件平台安装和维护等诸多方面有定的联系。如果把变压器保护和在线监测综合起来，把者采集到的参数和计算结果互为参考综合判断，可提高故障和绝缘诊断的全面性和真实性。另外，专家系统的运用，电力部门可从投资安装运行维护等诸多方面节省定国内尚无变压器在线监测继电保护综合系统方面研究和综合运用气体局放超声等方法在线监测变压器方面的产品，针对这个空白点，该方案将在这个领域作些试和探索。

　　2变压器在线监测与微机保护的综合运用2.1变压器在线0认监测技术与瓦斯保护的关联性大多数变压器都是充油变压器，当变压器出现局部过热或电弧放电，都将使液态〉化合物变压器裂解气态1化合物，根椐你则油中气体的组分和含量就可以判别出故障的性质及其严重程度。在1996年的，1丁596预试规程中，汕气体分析法己经列为油浸变压器32项预试项目之首。

　　德国的札80只81等就将00人技术的传感器装在气体继电器上。并设计取代气体继电器。使未溶解故障气体在进入储油柜过程中，由气体传感器检测到。

　　当变压器内部发生严重突发性故障时，故障气体还未大带生成或产气速率较慢时。瓦斯继电器和10装置均来不及反应。其他种类的变压器保护，如差动保护已经快速跳闸切除故障，这时瓦斯保护基本已经失去作用。据统计国内变压器上安装的瓦斯保护很少动作，重要的原因就是它的动作速度比起差动保护来说慢得多，变压器微机保护中只要差动保护能正确动作。瓦斯保护就形，虚设。

　　在线1技术能检测到变压器内部故障的提前发生量，在严重性故障发生之前就能预知它，在定程度上可弥补瓦斯保护的不足。

　　2.2综合运用继电保护和在线监测原理监测变压器内部故障对于变压器内部的发展性故障和些故障初期。用在线监测来监视是十分灵敏的。只有当故障发展到定水平时，微机保护才能检测到故障信号。对于那些保护还不能检测到，但发展快速的故障，当它运时。，线监测功能模块将及时作出警报。同时向有关部门建议变压器停电检修，当在获得授权情况下在线监测模块也可以立接去跳闸，这对传统保护定值的意义将是种挑战。对于检测变压器内部故用2所的在线监测和微机保护相互配合的方法。将可以提高整个系统对故障另外，对于内部突发性故障来说差动保护的动作速度要快于在线监测模块。在线监测模块作出的判断是不会影响保护正确动作的。当保护失电或拒动情况1.在线监测系统还能起到后备保护作用。这也将提高变压器保护的可滞性。

　　3变压器在线监测与微机保护专家系统的研究3.1变压器在线监测及微机保护专家系统的主要技术原理变压器在线监测和微机保护专家系统的研制涉及和综合了变压器继电保护在线监测计算机高分子材料化学分析传感器技术通讯技术等多学科和专业的知识。系统中运到的技术原理和分析依据众多，其中主要的关键性技术问有为变压器选择合适的差动保护原理；变压器在线油色测量变压器局部放电及抗干扰技术；超声波检测定位变压。器故障点空间位置综合方法的变压器绝缘故障的专家诊断系统变压器等值老化原则及在不同负荷下的过渡温升计算；多，的网络警报迮议停电。

　　密切跟踪保护及监，功压器保护装置测控装置在线，人监测系统在线局放测量系统在线故障定位系统等，它们可替代通常意义的变压器微机保护及在线监测产品。

　　系统中微机保护梭块遥测及状态监测模块具备自己的人0采样系统，能保证对大量不同频段数据处。，微机保护投块包括遥口的测砧遥测及状态监测模块中除了遥测量和状态量的测量外，还包含单独的局部放电测量模块。为了保证对局放信号2，1以1的采柞频率和对数据的高违运算，由专门的。0系统来完成对局部放屯测景。

　　另外在变压器上安装多个超声传感器，利用超声波检测进行变压器内部故障点的空间几何定位。系统中装状态监测专家系统和户模块的1抒机放置于集，室中。专家系统，放人量的货吒器绝缘状态数，组成的数据库，可力家系统付变压器实时运行状态的分析判断。后台工控机与现场装置之间由遥控遥调及通讯投块实现通讯连接，10投块还妆谷实现遥控遥调功能。系统饥成桢块3.

　　系恍供嗥。电戍荠遒测济解油气作油水分3.3变压器在线监测及微机保护专家系统的主要功能变压器继屯保护和遥遥测几备变压器动保妒后备保护关量保护功能，能实，采集电流电压有功无功功率因数频率等信息量，可采集电度电度量。能进行谐波测量和9圯夫，圈传器通讯技术及现场总线技术。

　　3.2变压器在线监测及微机保护专家系统的组成在变压器的运行过程中，它的各个物理量是不停变化的，它们之间是矛盾的统体。研究它们之间的相互关系和变化。从整体1而不足从，量来监测变压器的运行。可更好地预知变压器，前的整体工作状态。把保护测控状态监测几部分综合化的优点之就是可以对变压器的各个变化的物理量进行统采集处理和综合判断分析。另外，系统中大部分模块还可实现硬件资源共享，实现硬件个台统化。从整个系统来，可使硬件大人简化，实现硬件资源优化配置。

　　系统构成包括了微机保护模块遥测及状态监测梭块遥控遥调及通讯模块专家系统用户模块及通信模块儿部分。其中微机保护模±，遥测及状态监测梭块遥抟遥调10及通讯模块组成汽能装迓，现场放迓厂变压，附近，现场各大模块邡，的，运系统，把模块单独独立来，就1以构成+的功能装置，如变动。次1测炻次后备次1气体，电骼述值，切外岈温後保护。手动。动柁斛汴关拧印谏能功能故障录波，并可采集变压器外部如开关隔离刀阐等遥信信量。可远方就地实现定值修改，保护投在线监测记录分析和我，断系统可实现变压器的在线监测和分析记录功能，并具有强大的专家诊断系统。系统可直接监测变乐器运，的些参数，如环境温度油温绕组温度电流电压，尖状况等，这些原始数据可通过传感器或0丁采集后输入模块。系统迎过状态监测梭块对采集到的倍总量进厅处理和运算。监测变压器的油微水汕气体浓度，功功率无功功率局部放电量大小和趋势放电点空间位置等状态量。通过专家诊断系统的计算和综合分析，系统可诊断出以下结果①变压器油中水分含量超标报警，可反映变压器油的耐压强度。压器油中溶解气体个；少六种1超标报衿，可反应变压器内部故障程度和类型。，度压器局部放电量大小测量和变化趋势。1根据超卢波采集信号逃行变压器内部放电故障点空间球形定位。压器风扇和泵在线监测，变压器绕组阶段性温升预测，超临界值报警。狡压器过我安全运，限。压器绝缘程度总老化程度使用时间及寿命。

　　现场装置实时监测的数据和计算结果可通过10通讯模块传送给后台系统，当变压器出现故障兆头或严重性绝缘损耗时，可及时报警提醒用户，对存在的故障原因进行分析记录和存储。专家系统对通过保护测控模块和状态监测模块得到的变压器状态数据和中间结果进行分析和计算，可计算出变压器运行中的线圈绕组的绝缘程度绕组间的绝缘程度和货压器的总老化程度，从而能预测变压器的正常工作时间和使用寿命。

　　动态载荷率运行调节和有载分接开关的调节由遥测及状态监测模块处理得到的变压器的各参数如线圈热点温度负荷电流的油温反应等计算出个给定负载的正常工作时间和给定时间范围内变压器大带载能力，实现变压器在不同老化程度下安全工作，对有载分接开关实行自动调节和手动调节中没卡器的遥打遥调功炬系统於于动和自动控制两种方式，具备就地远方控制开关分合闸，风扇泵的控制，有载调压开关的控制等。

　　具有智能控制驱动方式，在变压器温升和过负荷时动开通制冷设备。

　　5系统具浴与站内综系统通讯和远动功能套后台系统可同时配备多台现场智能装置，实现对站内多台电气设备的保护或监测。变电站中对要监测的每个电气设备主要是变压器配置套装置，多台现场装置与后台系统的迎1采用现场总线技术。系统可通过，如1！1或网卡与远方调度通讯。

　　4结论涌流外部短路和绝缘损耗是变压器损坏必须抓好变吒器的继电保护和线监测作。

　　变压器保护和在线监测虽然属于两个不同保护测控在线监测的体化专家系统。可简化变压器外部安装的部件和硬件资源，实现采样数据和状态参数的共享，更加准确全面地诊断变压器内部故障和绝缘状态。

　　采用保护与在线监测相配合的方法，可弥卟传统保护对变压器损坏的发展性故障和故障初期检测上的不足，在某种意义上提高了保护灵敏度和可靠性。变压器线监测及微机保护专家系统方案的提出，在目前该类研究空白的情况下，可作为种新的尝试和探索，具有定的积极意义。

　　收稿日期2003