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多源傳感的變壓器智能在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建方案

行業(yè)新聞 640

變壓器作為電力系統(tǒng)的核心設備,其運行狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)的離線監(jiān)測方式存在滯后性,難以實時捕捉潛在故障。而基于多源傳感技術(shù)的智能在線監(jiān)測系統(tǒng),通過整合多種傳感數(shù)據(jù),可實現(xiàn)對變壓器的全方位、動態(tài)化監(jiān)測,為設備運維提供精準依據(jù)。?

系統(tǒng)構(gòu)建的核心在于多源傳感節(jié)點的科學部署。針對變壓器的關(guān)鍵部位,需布設不同類型的傳感器:在繞組區(qū)域安裝光纖光柵傳感器,實時監(jiān)測溫度分布,其測量精度可達 ±0.5℃,且抗電磁干擾能力強;在油箱表面部署振動加速度傳感器,捕捉鐵芯與繞組的振動信號,采樣頻率設為 2kHz,可有效識別松動、變形等故障;在絕緣油循環(huán)管路中嵌入介損傳感器與溶解氣體傳感器,前者監(jiān)測油的介損值變化,后者實時分析油中氫氣、甲烷等特征氣體濃度,當氣體濃度超過閾值時自動報警。這些傳感器通過工業(yè)以太網(wǎng)或無線 LoRa 技術(shù)組網(wǎng),確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。?

數(shù)據(jù)處理層是系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。多源傳感器采集的原始數(shù)據(jù)存在噪聲與冗余,需經(jīng)過預處理環(huán)節(jié):采用小波變換算法濾除振動信號中的電磁干擾噪聲,通過卡爾曼濾波優(yōu)化溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的平滑性。隨后,利用邊緣計算網(wǎng)關(guān)對數(shù)據(jù)進行初步分析,提取特征參數(shù),如溫度梯度、振動頻譜峰值、氣體濃度比值等,再將關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳至云端平臺。云端系統(tǒng)搭載機器學習模型,通過訓練歷史故障數(shù)據(jù),建立故障識別算法,例如利用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡識別繞組過熱故障,識別準確率可達 95% 以上;采用支持向量機分類器判斷絕緣老化程度,為運維決策提供量化依據(jù)。?

多源傳感的變壓器智能在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建方案

多源傳感的變壓器智能在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建方案

系統(tǒng)功能實現(xiàn)需兼顧實時監(jiān)測與智能預警。在監(jiān)測終端界面,可動態(tài)展示變壓器的運行參數(shù),包括實時溫度場分布熱力圖、振動波形圖、氣體濃度趨勢曲線等,支持數(shù)據(jù)回溯查詢。當系統(tǒng)檢測到異常時,如繞組溫度突升 10℃/h、振動頻率出現(xiàn) 200Hz 以上的異常峰值,或油中乙炔濃度超過 5μL/L,將立即觸發(fā)多級預警機制:通過聲光報警提醒現(xiàn)場運維人員,同時向遠程監(jiān)控中心發(fā)送短信與 APP 推送,附帶故障定位與初步診斷結(jié)果。此外,系統(tǒng)具備壽命預測功能,基于多源數(shù)據(jù)構(gòu)建變壓器健康度評估模型,結(jié)合運行年限、負荷變化等因素,預測設備剩余壽命,為檢修計劃制定提供參考。?

為保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行,需考慮抗干擾與冗余設計。傳感節(jié)點采用本安型電路設計,適應變電站復雜的電磁環(huán)境;數(shù)據(jù)傳輸采用加密協(xié)議,防止信息泄露。同時,關(guān)鍵傳感器與通信鏈路設置冗余備份,當某一節(jié)點故障時,自動切換至備用通道,確保監(jiān)測不中斷。通過上述方案構(gòu)建的系統(tǒng),可實現(xiàn)變壓器狀態(tài)的全面感知、精準診斷與智能預警,大幅提升電力設備的運維效率與電網(wǎng)可靠性。

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