关于电力变压器智能化技术探讨

张海炎

【摘要】在新的时代背景下，信息化和智能化是当今时代的发展方向。就电力领域而言，电网系统的智能化是顺应时代发展的结果。本文以电力变压器智能化为研究对象，首先利用传感器来收集变压器和电抗器的各种实时信号，然后通过智能专家系统来分析和处理收集到的信号，及时发现变压器中的潜伏故障，进而及时解决问题，保证整个电网系统可以安全稳定的运行。

【关键词】电力变压器；智能化；传感技术；智能组件

科学技术的发展极大的推动了社会的进步，就电力行业而言，现阶段人们对电网系统的要求越来越高，电网系统的智能化是顺应时代发展的结果。电网系统智能化的基础就是电网设备的智能化，所谓电网智能设备指的就是为电网中的高压设备配置一定的智能组件，从而使得整个电网系统向着信息化和自动化的方向发展。智能组件的存在为整个电网系统的检修带来了一定的机遇，为了顺利开展电网检修工作，相关人员首先需要获取一定的电网状态数据，如何获取有效的数据是非常值得探讨的问题。其次，相关人员还需要对电网系统的运行状态进行评估，如何实现科学合理的评估也是必须关注的问题。利用智能组件解决上述两个问题是可行的，笔者以电力变压器智能化为研究对象，首先利用传感器来收集变压器和电抗器的各种实时信号，然后通过智能专家系统来分析和处理收集到的信号，及时发现变压器中的潜伏故障，进而及时解决问题，保证整个电网系统可以安全稳定的运行。

1、总体功能设计

本系统中的智能组件是电力变压器高压设备的重要组成部分，所谓智能组件指的就是多种智能化电子装置的集合，智能组件可以实现的功能是十分强大的，具体来讲包括对系统中变量的测定，对系统潜在故障的检测，对整个系统的控制等等。

在本系统中，连接变压器高压设备和智能组件的装置主要有两种，分别是传感器和控制器。当系统正常运行时，智能组件发挥的主要作用包括：第一，对系统运行的状态进行测定；第二，对表征系统运行状态的数据进行储存；第三，对储存的系统状态数据进行一定的处理；第四，实现对分接开关的自动化操作；第五，实现对变压器冷却装置的自动化控制。智能组件需要和上一级的系统进行联系，连接纽带是IEC61850通信协议。

智能组件发挥作用主要借助的是各种类型的IED，就整个智能组件而言，最为关键的就是主IED。主IED不但可以保证智能组件实现对表征系统运行状态的数据的存储和分析，还可以保证智能组件实现对变压器冷却装置的自动化控制以及对对分接开关的自动化操作。

下面主要介绍一下本文中的变压器智能组件如何实现对系统运行状态数据的传送，如何实现对系统运行状态的分析以及如何实现对系统的整体控制：

第一，将传感器安装到电力变压器的合适位置，然后再将智能组件和传感器连接起来，这样做的目的是获取并存储关于系统运行状态的数据。和传统的数据存储方式相比，利用智能组件存储系统状态数据具有的主要优势就是存储时间比较长；第二，智能组件通过不同的IED实现对数据的共享；第三，智能组件调用已有的专家系统对变压器系统状态数据进行一定的分析和处理，寻找变压器系统中的潜在故障，并将故障诊断结果传递到上一级的站控层；第四，智能组件中的控制IED收集来自不同IED的数据，然后利用已有的专家系统分析和处理数据，数据处理结果作为确定控制方式的有效依据；第五，依据IEC61850通信协议实现智能组件和站控层的通信联系。

2、组件硬件结构设计

总的说来本系统中的智能组件主要包括两部分的内容，第一部分是实现智能监测功能的智能组件，第二部分是实现智能控制功能的智能组件。智能监测组件的核心是工控机，也就是主IED，借助该项主IED实现对变压器系统运行状态的检测和分析。而智能控制组件的核心是PLC，借助PLC实现对系统的控制。

就整个智能组件而言，最为关键的就是主IED。主IED不但可以保证智能组件实现对表征系统运行状态的数据的存储和分析，还可以保证智能组件可以处于正常的通信状态。在本系统中，笔者选择的主IED硬件是以ARM为内核的单片机，主IED在采集其他IED的数据时需要遵守的协议是IEC61850中的GOOSE网络协议。

3、软件设计

主IED是智能组件中最为重要的存在，本系统智能组件可以实现的全部功能，包括变压器系统状态数据的存储和分析以及通信等等都需要借助主IED来实现。因此主要介绍一下智能组件主IED的软件设计：

相关人员开启主IED软件后的整个运行流程是：第一，系统程序立即构建和数据库的联系，并调动一些程序的基础设定；第二，软件系统根据已有信息对流程开展配置，并从数据库中获取个IED相关的各种数据信息；第三，启动初始化界面，系统指示IED开启对变压器运行状态的监测；第四，开启智能组件中的专门负责通信的时钟，正式开始收集变压器运行状态数据，并对收集到的数据进行储存；第五，分析收集到的系统状态数据，开展对系统潜在故障的诊断工作，然后将最终的故障诊断结果存储到数据库中；第六，显示系统故障诊断结果，相关人员可以在用户界面中的指定位置查询系统故障诊断结果。

4、专家诊断系统

专家诊断系统是智能组件中非常重要的一部分，智能组件实现对变压器系统运行状态的检测以及潜在故障的诊断都离不开专家诊断系统的支持。本文中专家诊断系统的理论基础是信息融合技术，利用信息融合技术来处理不同传感器中的数据信息，使用的智能算法主要是神经网络。

5、结语

现阶段，智能组件是变压器系统的关键组成部分，智能组件的存在为变压器系统的状态监测和故障诊断带来了新的机遇，探讨电力变压器的智能化技术具有十分重要的现实意义。

参考文献

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