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1、TMS 变压器故障预警系统一、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，智恒电力科技技术人 员有针对性地进行了大量试验，并会同多名国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， 智恒电力科技在国率先开发出 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
2、、在线式、网络化集中监测与故障诊断，克 服一个变电站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
3、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
4、 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-+85C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，
5、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：测量围：-40-+150C指示精度：3C模拟输出端：4-20mA、5V直流电置匹配电阻可选：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；设置围为输入 电流的 45-85%（3）、高频电流互感器参数：频率围： 500kHz-30MHz卡装方式：开口开口径：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
6、传感器材料：外部壳体采用304不锈钢，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 Q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：频率围：60kHz-300kHz分辨率：1 dB精度：1dB（6）、气体检测传感器参数：测量围：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
7、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
8、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)；- -可修编 -(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
9、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
10、时高出10C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。(4) 可对紧固件松动问题进行预警- -可修编 -变压器在长期运行过程中，难免会出现变压器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
11、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
12、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要特征。界面图如下：返回r-c 5询顶温慶；匕变压篤奉侬笈动：&Q1 m/s:放电量幅值:2.69 pC 报警捉恚：正常 拟早刃:65.00 dC蛙牛地圧：31监测界面OEfTN42015,皿 mV七该系统适用的电压等级变压器配置情况如下：1对110KV等级变压器建议安装：（1）3.12变压器局部放电在线监测子系统（2）3.13变压器油温在线监测子系统（3）3. 1 4铁芯接地电流在线监测子系统（4）3. 1 5气体含量在线监测子系统（5）3.16变压器渗漏油监测系统2对220KV及以上电压等级变压器建议8个系统全部安装。
