曹成 王麗華

摘 要：變壓器作為電網(wǎng)運(yùn)行中的核心設(shè)備，它的運(yùn)行狀態(tài)是否正常對(duì)電網(wǎng)能否安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行具有重大影響。變壓器智能運(yùn)維管理平臺(tái)基于智能傳感器、信息化數(shù)據(jù)通訊、大數(shù)據(jù)特征挖掘、云平臺(tái)數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、采集和存儲(chǔ)功能，基于云計(jì)算、人工智能技術(shù)，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行故障的實(shí)時(shí)在線分析、預(yù)警、診斷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓器可靠性、風(fēng)險(xiǎn)及剩余壽命的評(píng)估。

關(guān)鍵詞：變壓器；智能傳感器；大數(shù)據(jù)；云平臺(tái)

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

0 研究背景

變壓器作為電網(wǎng)運(yùn)行中的核心設(shè)備，它的運(yùn)行狀態(tài)是否正常對(duì)電網(wǎng)能否安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行具有重大影響。目前，定期檢修和事后檢修模式是供電企業(yè)的主要管理模式，具有一定的合理性。但是這種模式并不會(huì)考慮設(shè)備的具體情況，且檢修工作量過大，在電網(wǎng)規(guī)模加大、檢修人員不足的情況下存在很多問題[1]。狀態(tài)檢修是以設(shè)備的當(dāng)前實(shí)際工作狀況為依據(jù)，通過先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段和可靠的診斷分析手段識(shí)別故障的早期征兆，并根據(jù)狀態(tài)評(píng)估及故障診斷結(jié)果進(jìn)行檢修策略的制定和執(zhí)行，狀態(tài)檢修可以有效彌補(bǔ)事后檢修和定期檢修的不足。

變壓器智能運(yùn)維管理平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢修的主要技術(shù)手段，可以對(duì)變壓器的運(yùn)行故障部位、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，實(shí)現(xiàn)變壓器可靠性、風(fēng)險(xiǎn)及剩余壽命的評(píng)估，并給出檢修策略。

1 變壓器智能運(yùn)維平臺(tái)功能需求描述

（1）實(shí)現(xiàn)多級(jí)區(qū)域結(jié)構(gòu)劃分，方便客戶對(duì)變壓器進(jìn)行資產(chǎn)管理。（2）實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、分析評(píng)估變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，解決客戶不便長(zhǎng)期監(jiān)控、缺少專業(yè)分析的痛點(diǎn)。（3）提供實(shí)時(shí)故障預(yù)警、綜合故障分析，提高客戶狀態(tài)檢修業(yè)務(wù)效率，減少資源浪費(fèi)。（4）幫助客戶實(shí)現(xiàn)變壓器全壽命周期資產(chǎn)管理、維護(hù)體系，逐漸形成設(shè)備備件優(yōu)化等特色服務(wù)。

2 變壓器智能運(yùn)維平臺(tái)邏輯架構(gòu)

隨著特高壓輸變電工程的建成投運(yùn)，電力變壓器越來越趨向于大型化、復(fù)雜化，各部件之間的耦合程度大大增加，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的信息物理融合（CPS）特征，使得其狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和預(yù)測(cè)的難度也隨之增加[2]。變壓器智能運(yùn)維管理平臺(tái)根據(jù)變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)特征和智能診斷模型，其邏輯架構(gòu)按照從底層到高層，分為采集平臺(tái)、基礎(chǔ)平臺(tái)、應(yīng)用平臺(tái)、顯示平臺(tái)這四個(gè)子平臺(tái)，系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如下圖所示：

3 變壓器智能運(yùn)維平臺(tái)子平臺(tái)技術(shù)分析

3.1 采集平臺(tái)

采集平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)測(cè)裝置和非結(jié)構(gòu)化離線數(shù)據(jù)的接入。完成在線監(jiān)測(cè)設(shè)備接入、信號(hào)處理、通信協(xié)議解析、離線數(shù)據(jù)接入等采集功能。采集平臺(tái)通過分布式消息服務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)給基礎(chǔ)平臺(tái)，基礎(chǔ)平臺(tái)作為消息接收方進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

3.2 基礎(chǔ)平臺(tái)

基礎(chǔ)平臺(tái)通過分布式消息服務(wù)收集結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，為高層應(yīng)用平臺(tái)提供數(shù)據(jù)接口和服務(wù)接口?；A(chǔ)平臺(tái)完成數(shù)據(jù)清洗、分割、壓縮等操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、消息傳輸、可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)、故障診斷服務(wù)、狀態(tài)評(píng)價(jià)服務(wù)、檢修策略服務(wù)、可靠性評(píng)估、剩余壽命評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等服務(wù)模塊。

3.3 應(yīng)用平臺(tái)

應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、故障診斷和狀態(tài)評(píng)估、檢修策略、用戶管理、權(quán)限管理、離線數(shù)據(jù)維護(hù)、事件管理、統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備管理、項(xiàng)目管理等服務(wù)功能。

3.4 顯示平臺(tái)

顯示平臺(tái)提供人機(jī)交互的操作界面?？商峁┗赪eb的后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)和管理，移動(dòng)端APP為現(xiàn)場(chǎng)人員提供數(shù)據(jù)展示和決策支持。

4 綜述

變壓器智能運(yùn)維管理平臺(tái)基于智能傳感器、信息化數(shù)據(jù)通訊、大數(shù)據(jù)特征挖掘、云平臺(tái)數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、采集和存儲(chǔ)功能，基于云計(jì)算、人工智能技術(shù)，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行故障的實(shí)時(shí)在線分析、預(yù)警、診斷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓器可靠性、風(fēng)險(xiǎn)及剩余壽命的評(píng)估，并提供相關(guān)檢修策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]周方正.變壓器的狀態(tài)檢修策略及應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2016（09）.

[2]李剛.電力變壓器故障預(yù)測(cè)與健康管理：挑戰(zhàn)與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2017（23）.

作者簡(jiǎn)介：曹成（1980-），男，遼寧鐵嶺人，碩士，學(xué)士，中級(jí)，從事變壓器在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)工作。