基于振动法电力变压器在线状态监测系统设计

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1、第45卷第12期Vol．４５No．１２2008年12月TRANSFORMERDecember２００８基于振动法的电力变压器在线状态监测系统设计１２２１李晓兰，黄海，陈祥献，吕振肃（１．兰州大学信息科学工程学院，甘肃兰州７３００００；2.浙江大学生物医学工程与仪器科学学院，浙江杭州310027）摘要：介绍了一个基于振动法的、用于检测电力变压器故障原因的在线监测系统。关键词：电力变压器；振动法；在线监测中图分类号：TM４０６文献标识码：B文章编号：１００１－８４２５（２００８）１２－００６０－０５DesignofOn－LineMonitoringSystemforPowerTr

2、ansformerBasedonVibrationAnalysisMethod１２２１LIXiao蛳lan,HUANGHai,CHENXiang蛳xian,LUZhen蛳su（１．LanzhouUniversity,Lanzhou７３００００,China;２．ZhejiangUniversity,Hangzhou３１００２７,China）Abstract：Theon－linemonitoringsystemtobeusedtodetectpowertransformerfaultsbasedonvibrationanalysismethodispresented．Keywo

3、rds：Powertransformer；Vibrationanalysismethod；On－linemonitoring电气连接，对电力系统的正常运转无影响而且安全1引言可靠，因而是当前变压器在线监测系统研究的主要在电力系统的各种设备中，变压器是主要的设方法之一。备之一，其安全运行对于保证电力设备可靠运行意从俄罗斯６０多台大型电力变压器的现场监测义重大。１９９０年～２０００年，通过对１１０kV以上电压结果来看，有１２台变压器的振动监测方法结果与实等级电力变压器的统计分析结果表明，变压器故障际情况几乎一致，准确率达到８０％～９０％，再一次验中绕组、铁心和有载分接开关（OL

4、TC）的故障分别占证了振动分析法用于变压器在线监测和故障振动系总故障数的３７．５％、２１．７％和１２．４％。三项故障总和统的可行性与可靠性。但是目前用于电力变压器的达到７１．６％，它们是变压器发生故障的主要部件。在线监测系统存在一些不足和局限，主要表现在：变变压器检测技术分为离线检测和在线监测两压器建模侧重于电气参数，缺乏对机械结构参数的种。离线检测主要采用事后维修和预防维修两种方研究；监测参数不全面，除了电压、电流外，温度、式，容易造成“亡羊补牢”和“过度维修”，从而造成不OLTC的状态和油泵及风扇开启时的振动都会使总必要的人力和物力的耗损，所以近年来国内外主要振动信号发

5、生变化；传统信号分析方法以傅立叶分研究都趋向于在线监测的方式。目前变压器在线监析法为基础，对非平稳振动信号的分析存在缺陷；目测的主要方法有：短路电抗法、传递函数法、声强法、前绝大部分变压器振动系统都是在试验室环境下测油样气相色谱法和振动分析法等。振动分析法主要试的，缺乏实际现场适用性与可靠性的检验。基于上是通过分析固定在变压器油箱表面的振动传感器的述原因，笔者设计了用于现场的、参数包括振动、电信号变化，来监测变压器内部铁心和绕组的压紧状压、电流、温度以及开关量的较为完整的变压器在线况、位移及变形状态。由于振动分析法简单，不需要监测与诊断系统TCMS。系统包括下位机分析监测、

6、基金项目：宁波市科技攻关资助项目（２００７B１０００７）第12期李晓兰、黄海、陈祥献：基于振动法的电力变压器在线状态监测系统设计61上位机分析诊断两大部分，结合最新的数值分析方示变压器各个参数的信息并做出简单的状态诊断，法较为全面的对变压器振动信号进行分析。最后通过RS－２３２、Ethernet、GPRS或PSTN把处理获得的数据及异常信息发送给上位机。上位机利用2TCMS系统结构LabVIEW软件作进一步的分析处理，最终得到变压为了完整地建模并分析变压器振动信号的产器的运行状况。同时上位机根据分析的结果动态的生、传递和影响因素，系统中所采集的监测参数除了改变TCMS监测的

7、各个阈值，整个系统具有灵活性。最主要的油箱表面振动外，还包括电压、电流、温度TCMS前置机使用于现场环境，要求可靠性高。和开关量等参数。首先，在油箱表面选取合适的测系统硬件核心部分选择具有工业级标准的PC／１０４点。对于三相变压器，每个铁心对应处最能够反映出模块。其中CPU模块选用台湾某公司生产的基于铁心和绕组的振动。因此，在油箱底部铁心正对的位X８６架构的PCM－３３５０，其主要特性为：板载低功耗置各放置一个磁座ICP压电传感器（共３个），分别NSGX１CPU(时钟频率为３００MHz)；支持CFCSSD检测变压器