基于多频超声的变压器油质在线监测有效性研究

摘要：为解决变压器传统检测方法中常规试验项目和试验周期的局限性,提出一种基于多频超声的变压器油状态监测的新方法。先利用油化实验的多指标综合分析对选取的变压器油样进行状态等级评定,再采用多频超声设备对待测变压器油发射一束不同频率的超声波,并利用BP神经网络建立超声波接收模块实时得到的各相超声参数（波速,幅频数据,相频数据）和变压器油状态种类的映射关系,验证该多频超声设备能否实时、准确、全面的对变压器绝缘油的状态进行监测。结果显示：BP神经网络可以在超声参数和变压器油状态等级间建立良好的对应关系,利用多频超声设备进行变压器油在线监测是一种行之有效的监测方法。     

基于紫外检测变压器状态的在线监测系统研究

本研究研制了一种基于紫外法的变压器在线检测装置,实现对变压器状态的准确识别,且具有时间快、准确度高、抗干扰能力强等优点。本论文研究了紫外脉冲法的测量原理,并给出了系统硬件各部分的组成以及原理。该检测装置可单独用于变压器,也可为各种继电保护设备提供接口,提高了变压器的技术水平。本研究也进行了装置的实证应用试验,证明了该装置能够准确在线检测变压器的状态。     

变压器油中多频超声波的衰减计算方法

电力变压器是电网运行的关键设备之一.变压器油作为传统油浸式变压器的核心材料,通过对变压器油的日常监督,提前预测变压器油的击穿电压对于保证变压器安全可靠以及电网的稳定、安全运行有重要意义.本文首先研究了多频超声检测技术,研究了多频超声波在变压器油中的衰减特性,有利于后续研究多频超声波声学参量与变压器油击穿电压之间的联系.     

基于多频超声波技术和改进灰狼优化算法的变压器油检测系统研究

变压器油是变压器重要的绝缘介质,为实现对变压器油理化性能快速准确的检测,提出了基于多频超声波技术(MFU)和改进灰狼算法(IGWO)优化小波神经网络(WNN)的变压器油理化性能检测方法。首先,让不同频率的超声波通过变压器油,获取超声波在不同频率下的传播速度、衰减系数等特性参数;然后对灰狼算法的收敛因子进行改进,并利用改进后的灰狼算法优化小波神经网络,得到全局寻优能力强、收敛速度快和预测精度高的IGWO-WNN算法。最后,利用IGWO-WNN算法训练样本,获得变压器油理化性能参数的检测模型,通过现场测试验证了方法的可行性。     

变压器绝缘故障在线监测技术

分析了变压器油中溶解气体在线监测技术原理,提出以渗透气体膜、多气体传感器检测油中多种气体为特征的变压器六种溶解气体在线监测方法。通过对内江大洲坝变电站的主变压器上实施变压器油中六种溶解气体在线监测的具体应用分析,整体装置运行稳定,数据可靠,具备在线监测的能力,并有效发现潜伏性故障,可以作为变压器状态检修的依据。     

基于多频超声波技术和GWO-BP算法的变压器油电气性能检测方法研究

为了实现对变压器油电气性能快速准确地检测,提出了基于多频超声波(MFU)技术和灰狼优化BP神经网络(GWO-BP)的检测方法,利用不同频率超声波在变压器油中传播速度和衰减系数不同、对不同尺寸颗粒物检测效果不同的特点,综合了超声波在无损检测上的优势以及灰狼算法全局寻优能力强、预测精度高的优点。首先利用超声波在非均匀介质中的传播特性,准确地获取超声波在变压器油中的传播速度、衰减系数等特性参数;再利用灰狼算法对传统BP神经网络进行优化。然后利用灰狼优化的神经网络对样本进行训练,建立超声波传播特性参数和变压器油电气性能参数之间的映射关系,进而建立变压器油电气性能参数的检测模型,实现对多个电气性能参数快速准确的无损检测。通过实验,验证了该方法在检测变压器油电气性能参数上的可行性和有效性。     

配电变压器状态监测技术应用研究

本文中作者研制了一种基于国产芯MCU的集成油温、油位、压力、微水等状态量监测功能的配电变压器状态监测一体化装置。装置分为传感单元和采集终端两部分,传感单元采用一体化紧凑型结构设计,实现了各类传感器的高度集成。采集终端采用国产芯MCU实现了对传感器信号的处理和测量数据上送。根据装置在配电台区的实际运行情况,分析了测量数据的意义,验证了装置运行的稳定性、可靠性。     

基于超声技术的变压器油酸值检测研究

提出了一种用于变压器油酸值多频超声波检测的人工蜂群算法(ABC)优化反向传播神经网络(BPNN)的方法。通过多频超声波检测变压器油后得到的242维超声波数据作为BPNN的输入,基于指示剂法测定的变压器油酸值作为BPNN输出,并通过ABC算法寻求BPNN模型的最优参数,最终建立ABC-BPNN变压器油酸值预测模型。相比于BPNN标准模型,使用ABC-BPNN预测模型得到的酸值预测准确度更高,测量误差更小。     

低压配电网智能监测与控制终端软硬件设计

针对我国农网供电台区变在电量参数监控、无功控制和在线监测等方面的严重不足,提出一种基于GPRS的低压配电网智能控制及监测终端,终端采用混合信号ISP FLASH微控制器C8051F020,硬件分为系统和接口两部分。系统部分主要包括CPU、存储器、实时时钟芯片、键盘/液晶显示器、复位及外围等电路;接口部分包括三相电流互感器、功率计量芯片、RS-485通讯、GPRS模块、状态量监测、温度及变压器油位检测等。终端软件基于μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统设计,程序采用多任务多缓冲区结构。该终端既可实现对无功功率的快速检测和实时动态补偿,又能够准确测量出配电变压器的各种参数,实现监控终端与上位机之间准确的数据传输,该装置精度高、可靠性高、价格低廉,便于推广。     

基于超声波法的变压器重症监护系统研制及应用

变压器局部放电超声波检测技术作为一种有效的绝缘诊断技术,目前已在超特高压变电站变压器故障诊断中广泛应用。借鉴重症监护医学领域技术,研制了基于超声波法的变压器重症监护系统,并应用于存在故障隐患或危急停运的变压器设备上。该系统以变压器局部放电超声波信号特征量为基础,结合现有的在线或离线特征量,如油色谱在线监测、数据采集与监视控制(SCADA)运行负荷等实时数据,采用数据融合的方法综合分析,实时检测并准确定位局部放电源。现场应用情况表明,该系统能够有效检测变压器内部放电性故障,为变压器状态诊断及检修策略的制定提供有效支撑。     

基于GA-BPNN的多频超声波变压器油密度检测研究

变压器油是电力变压器中的主要绝缘物质之一,油的密度指标与变压器的安全运行息息相关。文中基于多频超声波、遗传算法-反向传播神经网络(GA-BPNN)的原理,对变压器油密度进行了预测研究。以电网公司110组变压器油为例,其中100组为训练集,10组为预测集。建立了基于BPNN的变压器油密度预测模型,并将242维多频超声数据作为输入,密度作为输出。通过试验法确定了BPNN的隐层神经元个数,由此建立非线性映射关系,并用遗传算法优化BPNN的各层连接权值及阈值。结果表明,与传统的标准BPNN模型相比,GA-BPNN模型的变压器油密度值与实际值拟合度更高,误差更小。研究结果为检测变压器油的其他参数提供了可靠的依据。     

变压器油光谱远程在线分析系统

与油中溶解气体的气相色谱分析、物理化学传感等检测方法相比,利用光谱法对于变压器油中溶解气体的检测具备非接触式、抗电磁干扰能力强、免标定等优点,未来的应用前景被工业界和学术界看好。针对传统变压器油色谱分析存在误差大、流程步骤繁琐、检测周期较长等缺点,提出一种基于光声光谱检测法的新型变压器油中溶解气体在线检测方法,研制出一套基于新型检测方法的在线检测分析系统,并成功应用于某市220 kV变压器中,对比其历史检测数据,验证了该检测方法的有效性和所研制的在线检测系统的稳定性。     

电力变压器局部放电内嵌式监测系统研究

针对变压器内部局部放电产生的超声波信号特征,设计基于电-声联合检测法的内嵌式监测系统。该系统可以在线同步检测出变压器局部放电产生的2路电流脉冲信号和6路超声波信号。硬件上采用12芯光纤传输,有效抑制现场监测的电磁干扰,提高测量的灵敏度;软件上采用集成模块化设计,有助于提高系统运算的速率和可靠性。通过地下变电站3台主变在线运行,实测数据表明,研制的在线监测系统能够实现变压器局部放电信号的在线实时监测,为变压器的状态检修提供大量可信的数据依据。     

超高频方法在变压器局部放电检测中的应用

为了探讨局部放电超高频检测技术的应用,将数字化测量和超高频检测技术相结合,分析了局部放电超高频检测技术的原理。在简要介绍了局部放电超高频检测系统硬件和软件的组成后,实测并分析了检测系统的抗干扰性能。通过变电站电力变压器的现场局部放电测量,及时发现了设备的局部放电水平异常,避免了事故的发生。分析和实测表明,超高频方法较其它方法相比能有效避开电晕干扰,更易于发现设备绝缘系统早期绝缘缺陷,检测结果能准确反映设备绝缘状况,适用于电力变压器局部放电在线监测。     

GPRS无线终端在配变监测系统中的应用

针对配电变压器(简称配变)监测系统中的配变运行数据在传输到供电企业过程中存在的一些技术难点,提出了一种基于通用分组无线业务(GPRS)技术的配变监测系统实现方案。阐述了运用模块化的设计方法对GPRS无线终端的硬件和软件系统的设计内容,其中硬件设计部分包括基本微处理器系统模块、GPRS通信控制模块、串口通信控制模块和开关电源模块,软件模块主要包括点对点协议(PPP)处理模块、TCP/IP处理模块、串口通信处理模块。该方案的应用解决了配变监测系统通信组网的难题。     

变压器油中溶解气体无线数据采集终端的研制

为满足变压器油中溶解气体在线监测中数据采集以及实时传送的要求,提出了在线监测中数据无线传输方法,即充分利用通用分组无线业务(GPRS)所具有的优点来进行数据的无线传输,从而实现变压器状态数据的远程、快捷及低成本传输。给出了基于GPRS的变压器油中溶解气体在线监测系统的总体设计方案;编写了系统的无线通信协议、无线数据采集终端通信规约以及采集模块的通信规约;开发完成了高精度采集模块和无线数据采集终端以及相应的上位机软件。该无线数据采集终端集GPRS网络通信与数据采集与一体,实现了变压器油中溶解气体状态信息的在线采集以及数据的实时、低成本传输;能适于多种传感器,根据实际需要进行各种参数的设置,除了能用于变压器油中溶解气体多组分在线监测,还能用于其他多种领域,为产业化打下了坚实的基础。     

A power transformer protection technique with stability duringcurrent transformer saturation and ratio-mismatch conditions

This paper describes a digital technique for protecting power transformers. The technique uses positive- and negative-sequence models of the power system in a fault-detection algorithm. While phase voltages and currents at the transformer terminals are used to detect a fault, no information concerning parameters of the transformer and power system is required. The performance of the proposed technique was studied for a variety of operating conditions using data generated by EMTP simulations. The impact of ratio-mismatch and saturation of current transformers on the performance of the technique was also examined. Results indicate that the proposed technique is stable during these conditions     

改进的油浸式电力变压器绕组热点温度计算和在线监测及运行分析

针对变压器绕组热点温度的计算模型,采用变步长的Runge-Kutta方法对计算模型求解,实时计算变压器的顶层油温和绕组最热点温度。建立针对变压器的实时在线监测系统,实现变压器运行情况的监测分析,采用先进的计算方法对变压器热点温度计算模型求解,提高计算精度;并对变压器短期过负载能力进行科学合理预测。     

依托Hadoop架构的海量变压器实时监测与存储方案构建

随着智能电网的建设以及电力变压器在线监测技术的成熟,电力变压器在线监测数据呈现出体量大、类型多等特点。使用传统存储技术存储变压器在线监测数据,已不能满足实时、快速的需求。为此,设计基于Hadoop集群的变压器在线监测数据存储方案。该方案利用HBase(分布式列式数据库)具有快速实时读写数据的优势,将变压器在线监测系统采集的海量数据实时快速地存储。为能自动快速实时收集数据和避免因数据流过大造成系统崩溃,分别采用Flume(日志收集工具)和Kafka(分布式流处理平台)收集和缓存数据。以电力变压器在线监测的油色谱数据为例,验证了所提存储方案的可行性和有效性。     

GSM应用于配变监测的研究

针对配电网中配电变压器分布分散的特点,提出一种应用GSM通信技术实现配变监测的新方案。文中对GSM通信的方式、特点以及相应的GSM模块进行分析和介绍,并以所开发的GSM配变监测系统为例,结合工程实践,详细阐述了系统的运行原理及其实现。该方案较好地解决了分散配变的管理问题,并可为配网自动化系统提供更完善的数据。