1、220kv 变压器色谱在线预警系统的应用与分析摘 要: 本文讲诉了 220kv 变压器色谱在线预警系统和应用程序的详细信息。该系统通过油色谱的数据采集和分析在线监测变压器故障预警机制，及时，准确的预测变压器内部故障的性质，类型，部位，严重程度和预测的发展趋势，真实地反映了变压器的故障实际工作条件下，电力系统改革的国家奠定了基础 关键词： 变压器；油色谱；应用 中图分类号：TF762+.6 文献标识码：A 文章编号： 随着电力系统的快速发展，电力设备，定期维护系统已经无法满足发展的需求和电网的安全操作。这需要执行情况的电力设备维护，设备条件来确定的设备维护的时间。执行基于条件的维护，以确保主要设
2、备的安全运行的有效手段之一是电力系统中的关键设备的在线监测。 变压器色谱在线预警系统通过在线监测，建立设备的故障预警机制，及时、准确地预报设备内部已存在的故障性质、类型、部位、严重程度并预测故障的发展趋势，从而减少变压器突发性事故的发生。 1 变压器色谱在线预警系统结构 220kv 变压器色谱在线预警系统结构如图 1 所示，系统运行在色谱数据服务器上，通过移动 GPRS 网络和色谱在线监测装置通信，将色谱数据采集并存储到服务器上，然后通过 IEC104 协议，经由网络将数据上传至PI 系统服务器,运行/检修部门通过 PI 客户机连接至系 统服务器进行查看和数据分析. 图 1 系统结构示意图 系
3、统软件包括服务器采集软件、端浏览软件、IEC104 数据上传软件和 PI 数据库接口程序。 系统基于 Microsoft.Net 技术平台、XML 技术、AJAX 技术等进行构建，采用基于 Webservice 的中间件和多层架构技术，面向项目整体需求，分析系统内部的各种作用要素如用户、数据、表现、权限、流程等，针对各种作用要素开发系列可自我管理、自我扩展的管理构件平台，并最终形成可集成、可维护、可扩展、高安全、高性能、高质量的信息化平台。 系统具有如下特点 （1）采用浏览器/服务器(Browser/Server,简称 B/S)架构,通过浏览器就可以直接访问系 统的各种数据、参数等内容，实现零
4、客户端安装和维护，有效降低了运行成本。 （2）采用准确、可靠的智能谱峰识别技术，能不依赖于保留时间识别出峰的位置和高度，解决了保留时间变化对峰的识别和测量精度的影响。 （3）模块化、多层设计理念，多层架构使前台展示和后台逻辑处理有效隔离，大大增强了系统的稳定性，能有效抵御来自外部网络的攻击和各种潜在风险。模块化设计能适应各种灵活、多变的业务需求，在几乎零编码的情况下并在最短的时间内对各模块进行重构，以达到处理新业务流程的能力。同时，模块化设计也有效降低了系统的耦合度，便于系统的维护和二次开发。 （4）传统的 B/S 系统是通过 HTTP 协议在服务器和客户机之间传递数据的，由于 HTTP 协议
5、是面向无连接的通信协议，使服务器端和客户机之间不能同步数据，只能通过刷新 Web 页面来强制客户机与服务器端进行数据同步,这样即浪费了网络带宽,又影响了数据的实时 性。基于上述考虑，系统大量采用了目前较为流行的 AJAX 技术，很好地避免了传统B/S 系统的这种缺点，增强了用户的体验感。AJAX 技术采用JavaScript+XMLRequest 对象，对 Web 页进行局部刷新，使数据状态更新更为及时、有效。 （5）XML 技术的应用解决了统一的标记语言和异构应用之间的数据共享问题，为实现信息共享数据交换和业务互动提供了技术基础。 （6）Microsoft.NET Remoting 与 We
6、bService 技术的应用,使系统具有了跨应用程序域访问的功能,只要符合 SOAP 协议规范的异构 B/S,C/S系统都能与本系统无缝连接，从而达到业务、数据的共享。同时，Remoting 与 WebService 与技术对于庞大、复杂的业务逻辑，能有效实现分布式、透明、安全的处理，大大降低了系统的负荷和网络带宽。 2 系统实现的主要功能 （1）数据采集和存储功能。将各个独立主变的油色谱监测数据上传到中心数据服务器，实现对各种数据进行统一地分析、诊断、展现。 （2）通用 API 接口，将系统的主要功能模块封装成 API 函数，屏蔽业务逻辑处理的细节，为用户提供友好、简洁的调用界面，以便进行系
7、统的二次开发。 （3）系统遵循 IEC104/CDT 电力规约,能够通过网络和 PI 系统服务器进行通信,并上报色谱浓度数据、报警参数、设备工作状态，同时能将其他电力设备监测厂家的数据无缝的上传并集成到本系统中。 （4）采用 B/S 架构模式，用户无需安装任何客户端软件，仅通过浏览器就可以直接访问系统的各种数据、参数等内容，系统会以直方图形式来显示监测对象最新的一组数据，并会提供数据和设备的报警状态。 （5）可以查询指定时段的色谱数据，并对每种类型的数据生成历史数据趋势图（见图 3） ，包括线性坐标和对数坐标两种表现形式，提供直观、形象的显示方式。还可以定制每条曲线的显示状态，并能够进行图形放
8、大、缩小、保存等操作，极大地方便了使用和操作。 图 2 历史数据趋势图 （6）可以查询指定时段的色谱数据，并对选定时段内各种组分的浓度数据进行综合分析、计算和判断，进而生成历史数据报表。通过此报表，能够快速得到每组数据是否正常以及相应的数据指标，如浓度、相对产气速率、绝对产气速率等。如果某组数据超过报警限，则报表中此组数据对应的状态为“一级报警”或“二级报警”并且还会将此组数据中引起报警的组分数据指标均用红色高亮显示。历史数据报表提供了一种直观的显示方式，还能够对数据进行排序显示、另存为 Excel 报表、打印等操作。 （7）谱图数据分析谱图数据是服务器端采集到的原始数据，通过系统既可以查看、
9、分析远程服务器上的谱图数据，也可以查看、分析本地计算机中存储的谱图数据（见图 4） 。 图 3 谱图数据显示和分析 （8）系统提供了 3 种数据诊断方法，分别为改良三比值法、大卫三角形法以及立方体图示法。 3 系统的应用 220kv 变压器色谱在线预警系统对变压器的油色谱进行在线监测和预警，为了更好地利用这个平台，加装接口后可输入离线的变压器油色谱数据，利用变压器色谱在线预警系统的诊断系统，对主变色谱数据状态量进行监视和故障诊断。故障诊断由运行人员的个人行为改为由预警服务中心进行故障诊断工作，变个人行为为智能的专家行为，有效地提高故障诊断 的水平，管理部门也可实时对变压器色谱数据进行监控。 220kv 变压器在线预警系统应用后，不仅能达到对现有已安装了在线监测装置的 16 台主 变进行全天候监测，弥补主变故障监测滞后带来的盲点，为状态检修提供有力的技术支撑，也给正在实施的 220kv 变电站无人值班提供一个可靠的监测点，可对 220kv 及以上全部主变按统一的通信方式、统一的监测平台进行监测和管理。 变压器在运行情况下，取多组油样进行自动检测，所得的数据绘制时间与气体座标的曲线图进行比较，对主变色谱数据状态量进行监视和故障诊断，及时发出告警，让运行、管理人员有充分时间采取相应措施。
