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变电设备运行状态智能诊断系统解决方案

一、系统概述

变电设备状态检修是目前电力系统提高检修效率,降低检修成本的有效手段。随着专家系统的不断发展,先进技术将一些不能依靠数据推导和计算的故障诊断带入了一个新的领域,它可利用系统建立的专家数据库和推理机,以及系统本身具有的自学习能力进行有效可靠的故障诊断,使得设备状态的判断更加准确和及时。对于众多变电设备来说,根据以往运行故障的统计数据,变压器的故障率在运行故障中能够占到70%以上,也就是说变压器安全可靠的运行是变电站正常稳定运行的基础,因此对于变压器的在线监测和故障诊断是目前状态检修的重要课题。

变电设备智能诊断系统从电力变压器着手,对运行中的变压器做出早期预诊断,并在统一平台的基础上对其他变电设备进行在线监测和管理。系统将利用专家系统、神经网络、分布计算等先进技术,以在线监测实时数据、设备试验数据、检修运行数据、专家经验为基础,对变压器等关键设备运行状态进行诊断分析,从而确定设备故障部位,提供故障预警及检修建议,为管理者或运行人员提供有力及时的决策依据。

二、系统功能结构

变电设备智能诊断系统整体架构如下图所示:

1、后台状态诊断分析中心:诊断分析层是变压器智能诊断系统的核心部分,主要完成对变压器的在线监测和状态诊断分析。

2、 设备数据交换层:这部分是一个中间数据交换系统,采用装置的形式。

3、现场采集层:现场采集层是变压器在线检测与故障诊断系统的主要数据来源,智能诊断系统的大部分基础数据都来源于此。

三、后台系统功能介绍

1、变压器运行档案管理

对变压器进行详细全面的建立档案,包括变压器投运前的详细设计数据以及投运以后人工的试验记录数据、缺陷故障记录、运行检修记录。通过这些记录数据,可以帮助专业人可以比较完整地了解变压器的出身和历史。

2、变压器在线数据监测

变压器在线数据监测内容的范围可以根据实际采用的现场监测设备进行配置,后台在线数据监测则在最大限度上发挥前端采集设备以及SCADA系统的作用。

3、在线历史数据统计浏览

大型电力变压器有些故障的发展是有一个过程的,系统通过比如曲线形式直观展示在线数据的历史演变特点,可以帮助专业人员分析变压器是否有故障在发展。

4、变压器状态诊断分析

变压器状态诊断分析是后台诊断分析软件的核心部分,系统通过专家推理规则以及神经网络等方法综合征兆现象、在线数据以及运行档案对引起征兆现象和在线数据特点的故障原因作出一个合理科学的分析,为变压器的运行检修提供合理科学的指导。

5、知识库管理

系统提供对规则集、故障集、征兆集以及神经网络样本集的维护功能;还提供神经网络学习,生成神经网络学习后的权阈值文件,体高神经网络分析使用。

6、系统管理部分

系统管理部分主要包括,系统操作用户管理、系统赋权管理、设备数据交换装置注册、监测信息配置管理等。

四、系统特色

1、系统的整体架构网络分布式应用架构,中间设备交换装置来保证系统可以适应前端多种类型的信息采集单元。

2、后台诊断分析中心具有自学习性,在实践应用中系统能提高诊断分析水平,现有的大量知识库保证系统投运之时已经具备相当的诊断水平。总线结构(bus-mastering)的设计也保证了系统良好的拓展性。

3、设备数据交换层采用符合国际标准IEC-61850的规范设计,保证对前端采集单元更好的适应性;多种通讯模式的兼容能力,可以兼容RS232、RS485、以及CAN总线等通讯模式。

4、诊断算法硬件加速模块采用高效率的处理器实现诊断算法的加速,数据处理的速率锋值可达640Mbit/S,极大提高系统运行速度。

来源:中国电力电子产业网
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