变压器智能运维管理平台技术浅析

曹成 王丽华

摘 要：变压器作为电网运行中的核心设备，它的运行状态是否正常对电网能否安全、可靠、稳定运行具有重大影响。变压器智能运维管理平台基于智能传感器、信息化数据通讯、大数据特征挖掘、云平台数据处理等领域的相关技术，实现变压器关键运行数据的在线监测、采集和存储功能，基于云计算、人工智能技术，并结合专家经验，实现变压器运行故障的实时在线分析、预警、诊断，同时实现变压器可靠性、风险及剩余寿命的评估。

关键词：变压器；智能传感器；大数据；云平台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.168

0 研究背景

变压器作为电网运行中的核心设备，它的运行状态是否正常对电网能否安全、可靠、稳定运行具有重大影响。目前，定期检修和事后检修模式是供电企业的主要管理模式，具有一定的合理性。但是这种模式并不会考虑设备的具体情况，且检修工作量过大，在电网规模加大、检修人员不足的情况下存在很多问题[1]。状态检修是以设备的当前实际工作状况为依据，通过先进的状态监测手段和可靠的诊断分析手段识别故障的早期征兆，并根据状态评估及故障诊断结果进行检修策略的制定和执行，状态检修可以有效弥补事后检修和定期检修的不足。

变压器智能运维管理平台是实现变压器状态检修的主要技术手段，可以对变压器的运行故障部位、严重程度、发展趋势做出判断，实现变压器可靠性、风险及剩余寿命的评估，并给出检修策略。

1 变压器智能运维平台功能需求描述

（1）实现多级区域结构划分，方便客户对变压器进行资产管理。（2）实时在线监测、分析评估变压器的运行状态，解决客户不便长期监控、缺少专业分析的痛点。（3）提供实时故障预警、综合故障分析，提高客户状态检修业务效率，减少资源浪费。（4）帮助客户实现变压器全寿命周期资产管理、维护体系，逐渐形成设备备件优化等特色服务。

2 变压器智能运维平台逻辑架构

随着特高压输变电工程的建成投运，电力变压器越来越趋向于大型化、复杂化，各部件之间的耦合程度大大增加，表现出了较强的信息物理融合（CPS）特征，使得其状态评估、故障诊断和预测的难度也随之增加[2]。变压器智能运维管理平台根据变压器运行数据特征和智能诊断模型，其逻辑架构按照从底层到高层，分为采集平台、基础平台、应用平台、显示平台这四个子平台，系统逻辑架构如下图所示：

3 变压器智能运维平台子平台技术分析

3.1 采集平台

采集平台实现多种在线监测装置和非结构化离线数据的接入。完成在线监测设备接入、信号处理、通信协议解析、离线数据接入等采集功能。采集平台通过分布式消息服务发送数据给基础平台，基础平台作为消息接收方进行结构化和非结构化数据的存储。

3.2 基础平台

基础平台通过分布式消息服务收集结构化和非结构化数据，为高层应用平台提供数据接口和服务接口。基础平台完成数据清洗、分割、压缩等操作，实现数据存储、消息传输、可视化、机器学习、故障诊断服务、状态评价服务、检修策略服务、可靠性评估、剩余寿命评估、风险评估等服务模块。

3.3 应用平台

应用平台实现数据展示、故障诊断和状态评估、检修策略、用户管理、权限管理、离线数据维护、事件管理、统计分析、设备管理、项目管理等服务功能。

3.4 显示平台

显示平台提供人机交互的操作界面。可提供基于Web的后臺数据管理系统进行数据维护和管理，移动端APP为现场人员提供数据展示和决策支持。

4 综述

变压器智能运维管理平台基于智能传感器、信息化数据通讯、大数据特征挖掘、云平台数据处理等领域的相关技术，实现变压器关键运行数据的在线监测、采集和存储功能，基于云计算、人工智能技术，并结合专家经验，实现变压器运行故障的实时在线分析、预警、诊断，同时实现变压器可靠性、风险及剩余寿命的评估，并提供相关检修策略。

参考文献：

[1]周方正.变压器的状态检修策略及应用[J].科技与创新，2016（09）.

[2]李刚.电力变压器故障预测与健康管理：挑战与展望[J].电力系统自动化，2017（23）.

作者简介：曹成（1980-），男，辽宁铁岭人，硕士，学士，中级，从事变压器在线监测产品的研发、设计工作。