故障占 14%，油箱和鐵忍故障分別占6%和5%，其他輔件故障占5%。根據(jù)W上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，不同 故障類型比例和主要故障類型的情況，本文所搭建智能化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在保證氣體監(jiān)測(cè)功 能的同時(shí)，為縮小診斷故障的范圍，安裝溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)W監(jiān)測(cè)過熱性故障，安裝振動(dòng)監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)W監(jiān)測(cè)有載調(diào)壓開關(guān)（0LTC)和鐵忍繞組機(jī)械性故障，安裝接地電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)W監(jiān) 測(cè)鐵忍多點(diǎn)接地故障，安裝局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)W確定局部放電故障。
[0087] 參見圖1，本發(fā)明提出的一種變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元， 油中微水監(jiān)測(cè)單元，溫度監(jiān)測(cè)單元，局部放電監(jiān)測(cè)單元，接地電流在線監(jiān)測(cè)單元，變壓器及 有載調(diào)壓開關(guān)振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，主站計(jì)算機(jī)，其中，
[0088] 油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元，利用氣體色譜監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)變壓器油中所含的氨 氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烘、乙締、甲燒、乙燒的含量進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算的結(jié)果通過 RS232通信協(xié)議傳輸給主站計(jì)算機(jī)；
[0089] 油中微水監(jiān)測(cè)單元，利用水分傳感器對(duì)變壓器油中所含水分含量進(jìn)行計(jì)算，并將 計(jì)算的結(jié)果傳輸給主站計(jì)算機(jī)；
[0090] 溫度監(jiān)測(cè)單元，采用光纖測(cè)溫儀對(duì)變壓器頂層和底層油溫，W及殼體溫度進(jìn)行在 線檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸給主站計(jì)算機(jī)；
[0091] 局部放電監(jiān)測(cè)單元，采用外置高頻天線作為UHF傳感器，監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部局部放 電產(chǎn)生的超高頻電壓信號(hào)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳輸給主站計(jì)算機(jī)；
[0092] 接地電流在線監(jiān)測(cè)單元，通過監(jiān)測(cè)鐵忍接地線上電流大小變化來反映鐵忍情況， 并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳輸給主站計(jì)算機(jī)；
[0093] 變壓器及有載調(diào)壓開關(guān)振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元，利用壓電加速度振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)變壓器及 有載調(diào)壓開關(guān)的振動(dòng)情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳輸給主站計(jì)算機(jī)。
[0094] 油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)變壓器的過熱性故障、變壓器過載、短路故障、放 電故障。
[0095] 過熱性故障：變壓器內(nèi)部過熱情況下，大量的熱量會(huì)使變壓器油及部分固體絕緣 材料變質(zhì)氧化，釋放出氣體。主要引發(fā)原因包括變壓器過載導(dǎo)致過熱故障、變壓器突發(fā)短路 導(dǎo)致過熱性故障等。變壓器過載：變壓器過載時(shí)繞組電流超過額定值，散熱效率不足的情況 下，繞組高溫會(huì)導(dǎo)致絕緣油分解產(chǎn)生氣體。短路故障：變壓器突發(fā)短路時(shí)，其繞組可能承受 數(shù)十倍與額定值的電流，產(chǎn)生很大的熱量，致使絕緣材料受損釋放氣體。放電故障：變壓器 內(nèi)部發(fā)生放電故障時(shí)，絕緣油或局部固體絕緣會(huì)受到腐燭，介質(zhì)損耗增大，釋放出相應(yīng)的故 障氣體。
[0096] 溫度監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)變壓器的過熱性故障。
[0097] 局部放電監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)變壓器的放電性故障。 陽09引放電性故障：包括局部放電、火花放電、電弧放電等各種放電故障。
[0099] 接地電流在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)鐵忍多點(diǎn)接地故障。
[0100] 變壓器及有載調(diào)壓開關(guān)振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)有載分接開關(guān)機(jī)械性故障和鐵忍及繞 組機(jī)械故障。 陽101] 有載分接開關(guān)機(jī)械性故障：振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元可W根據(jù)有載開關(guān)動(dòng)作過程中的所檢測(cè) 到的振動(dòng)情況，進(jìn)行頻譜分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)有載開關(guān)工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，繼而監(jiān)測(cè)設(shè)備 故障。
[0102] 鐵忍及繞組機(jī)械故障：鐵忍或繞組發(fā)生機(jī)械性故障時(shí)，比如壓緊問題、位移故障、 繞組變形時(shí)，變壓器會(huì)發(fā)生特定頻譜的機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元可W對(duì)該類型故障進(jìn)行監(jiān) 測(cè)。
[0103] 各個(gè)監(jiān)測(cè)單元所診斷的故障類型均不相同，抽象程度比較高，無法利用單獨(dú)的一 個(gè)單元的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)精確的判斷和定位。但是同時(shí)，不同的監(jiān)測(cè)單元之間對(duì) 故障的診斷往往又有重疊部分，可W利用不同單元的配合性監(jiān)測(cè)來縮小診斷的故障范圍， 比如當(dāng)油中溶解氣體色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)過熱性故障時(shí)，可W結(jié)合接地電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來排除或者確認(rèn)是否發(fā)生了鐵忍多點(diǎn)接地故障導(dǎo)致絕緣過熱，從而產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)氣體。通過運(yùn)種方式，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可W進(jìn)一步縮小故障的范圍，某些情況下可W直接確 定故障類型。
[0104] 主站計(jì)算機(jī)接收油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元和局部放電監(jiān)測(cè)單元傳來的監(jiān)測(cè)結(jié) 果，當(dāng)油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到的乙烘含量占總控比例的20%至70%，同時(shí)氨氣 含量占控總量的30%至90%，并且，一氧化碳、二氧化碳、乙締、甲燒、乙燒的含量在預(yù)定的 正常范圍內(nèi)，而且局部放電監(jiān)測(cè)單元顯示局部放電故障，運(yùn)時(shí)主站計(jì)算機(jī)確定變壓器發(fā)生 局部放電性故障。 陽105]乙烘產(chǎn)生與放電性故障有關(guān)，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生電弧放電時(shí)，乙烘含量一般占總 控比例的20%至70%，同時(shí)氨氣占控總量的30至90%。如果其他成分沒超標(biāo)，而乙烘增長(zhǎng) 速度較快，并且成為油中氣體主要成分且含量超標(biāo)時(shí)，則很可能是設(shè)備繞組短路或分接開 關(guān)切換等產(chǎn)生放電性故障。此時(shí)可配合局放監(jiān)測(cè)單元對(duì)是否發(fā)生了局部放電故障進(jìn)行確定 性診斷。通過結(jié)合兩個(gè)監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)局部放電故障，監(jiān)測(cè)結(jié)果更加可靠。
[0106] 主站計(jì)算機(jī)接收油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元和油中微水監(jiān)測(cè)單元傳來的監(jiān)測(cè)結(jié) 果，當(dāng)油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到的氨氣含量超出預(yù)定范圍，同時(shí)一氧化碳、二氧化 碳、乙烘、乙締、甲燒、乙燒的含量在預(yù)定的正常范圍內(nèi)，而且，油中微水監(jiān)測(cè)單元顯示油中 的水分含量超出預(yù)定范圍，運(yùn)時(shí)主站計(jì)算機(jī)確定變壓器油中水分超標(biāo)。 陽107]變壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮是一種潛伏性故障，其特征氣體氨氣含量相應(yīng)增加，如果油 中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元顯示氨氣含量超標(biāo)，而其他氣體含量無顯著增加時(shí)，可大致預(yù)測(cè) 變壓器內(nèi)可能含有水分。此時(shí)為進(jìn)一步對(duì)故障進(jìn)行確定或排除，可配合微水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸出 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確認(rèn)氨氣含量超標(biāo)是否是由油中微水含量超標(biāo)所致。通過結(jié)合兩個(gè)監(jiān)測(cè)單 元監(jiān)測(cè)油中含水情況，監(jiān)測(cè)結(jié)果更加可靠。
[0108] 主站計(jì)算機(jī)接收油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元和溫度監(jiān)測(cè)單元傳來的監(jiān)測(cè)結(jié)果，當(dāng) 油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到的甲燒和乙烘二者總量超出總控的80%，運(yùn)時(shí)主站計(jì)算 機(jī)分析溫度監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的變壓器內(nèi)部各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度，確定是否發(fā)生過熱性故障。
[0109] 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱性故障時(shí)，熱源處絕緣油分解會(huì)產(chǎn)生大量的甲燒和乙締， 并且二者總量一般可占到總控的80%W上，隨著故障點(diǎn)溫度的升高，其所占比例也隨之增 加。此時(shí)可配合溫度監(jiān)測(cè)單元，對(duì)變壓器內(nèi)部不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)所采集的溫度進(jìn)行重點(diǎn)分析，對(duì)故 障類型是否是過熱性進(jìn)行確定性診斷，并確定熱源故障點(diǎn)，然后做出適當(dāng)解決措施。
[0110] 主站計(jì)算機(jī)接收溫度監(jiān)測(cè)單元和變壓器及有載調(diào)壓開關(guān)振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元傳來的監(jiān) 測(cè)結(jié)果，如果溫度監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示局部過熱故障并且振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元顯示繞組發(fā)生 振動(dòng)變形，則主站計(jì)算機(jī)確定繞組發(fā)生變形故障。 陽111] 變壓器繞組分接區(qū)和糾接區(qū)安裝不平衡會(huì)導(dǎo)致附近繞組線餅變形，產(chǎn)生的橫向漏 磁場(chǎng)使得繞組在變壓器出口短路時(shí)，線餅受到的電動(dòng)力要增大很多，導(dǎo)致繞組產(chǎn)生變形和 損壞，特別是分接區(qū)線餅。當(dāng)有載分接開關(guān)發(fā)生分接段短路故障時(shí)，繞組會(huì)變形成波浪狀， 影響油道的通楊，降低絕緣系統(tǒng)散熱性能。此時(shí)可配合振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行診斷，當(dāng)變壓器內(nèi) 發(fā)生局部過熱故障時(shí)，如果振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)顯示繞組可能發(fā)生振動(dòng)變形，則可W估 測(cè)繞組發(fā)生變形故障，并進(jìn)行更進(jìn)一步的驗(yàn)證性工作及維護(hù)。
[0112] 本發(fā)明的油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元通過RS232串口與主站計(jì)算機(jī)相連，
[0113] 其中，所述油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元的操作系統(tǒng)為嵌入式Linux,所述油中氣體 色譜在線監(jiān)測(cè)單元通過串口管理模塊管理對(duì)RS232串口的操作，包括設(shè)置串口的屬性、串 口的打開和串口的讀取，所述串口管理模塊的串口讀取實(shí)現(xiàn)過程包括：
[0114] 添加串口讀取程序中用到的頭文件；
[0115] 定義一個(gè)新的int型進(jìn)程ID號(hào)； 陽116] 編寫新建子進(jìn)程功能，讀取串口對(duì)應(yīng)文件中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并輸出到新建的data,txt 文件中；
[0117] 通過程序設(shè)置父進(jìn)程睡眠1秒，并用system函數(shù)的kill功能來終止子進(jìn)程；
[0118] W只讀方式打開存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的data,txt文件；
[0119] 從data,txt文件中第一行數(shù)據(jù)開始讀取，并存入緩存buf中；
[0120] 通過字符串完全匹配函數(shù)判斷某一時(shí)刻讀取的數(shù)據(jù)是否是W"--"開頭的，若不是 則重新讀取下一行，直到讀取到完整的數(shù)據(jù)為止； 陽121] 將完全匹配的一行數(shù)據(jù)中的具體數(shù)值提取到air-monitor數(shù)組存儲(chǔ)； 陽122] 實(shí)現(xiàn)W讀寫方式來打開一新建文件jc.txt文件；
[0123] 將air-monitor數(shù)組中存儲(chǔ)的數(shù)值寫入jc. .txt文件供其他設(shè)備調(diào)用。
[0124] 本發(fā)明將根據(jù)變壓器故障性質(zhì)分類情況（過熱性故障、放電性故障、機(jī)械性故障 和其他故障），對(duì)如何在寬泛性診斷故障性質(zhì)的基礎(chǔ)上，細(xì)化故障類型及故障部位的方法提 出了解決方法。對(duì)所選用的不同監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所能監(jiān)測(cè)的故障類型或故障部位進(jìn)行了確定； 并將不同故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行多方面系統(tǒng)級(jí)組合，建立故障監(jiān)測(cè)重疊區(qū)，從系統(tǒng)配合和連接 方式上構(gòu)建了細(xì)化的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[01巧]本發(fā)明還提出了一種變壓器監(jiān)測(cè)方法，通過油中氣體色譜在線監(jiān)測(cè)單元對(duì)變壓器 油中的氣體進(jìn)行采樣，并通過W下公式計(jì)算絕對(duì)產(chǎn)氣速率： 陽126]
其中， 陽127] 丫a表不某氣體的絕對(duì)產(chǎn)氣速率，Ct,2表不第二次取樣測(cè)得油中某氣體濃度，Ct,i表 示第一次取樣測(cè)得油中某氣體濃度，At表示兩次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，m表示 變壓器油的總質(zhì)量，P表示油的密度；
[0128] 當(dāng)總控的含量大于第一闊值且小于第一闊值的3倍，并且總控的絕對(duì)產(chǎn)氣速率小 于第二闊值時(shí)，確定變壓器存在故障但可繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)絕對(duì)產(chǎn)氣速率是第二闊值的1到2 倍，運(yùn)時(shí)確定要縮短變壓器的檢驗(yàn)周期