為提升電力變壓器運(yùn)行可靠性，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修與智能運(yùn)維，特制定本多參數(shù)智能在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)方案，旨在構(gòu)建全面感知、深度融合、智能預(yù)警的變壓器健康管理體系。

一、 系統(tǒng)架構(gòu)(分層設(shè)計(jì))

感知層(數(shù)據(jù)源頭)：

多參數(shù)傳感器陣列： 部署高精度、抗干擾傳感器，實(shí)時(shí)采集：

電氣參數(shù)： 負(fù)荷電流、電壓、油溫、繞組熱點(diǎn)溫度(間接或直接)。

化學(xué)參數(shù)： 油中溶解氣體(H?, CH?, C?H?, C?H?, C?H?, CO, CO? 等)及微水含量(在線色譜與微水傳感器)。

物理參數(shù)： 局部放電(特高頻UHF、高頻HF、超聲AE)、鐵芯/夾件接地電流、振動(dòng)(本體及冷卻系統(tǒng))、油位、壓力釋放閥信號。

環(huán)境參數(shù)： 環(huán)境溫濕度。

智能采集單元： 內(nèi)置邊緣計(jì)算能力，進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理(濾波、壓縮、特征提取)、緩存和協(xié)議轉(zhuǎn)換。

網(wǎng)絡(luò)層(數(shù)據(jù)傳輸)：

采用工業(yè)以太網(wǎng)、光纖專網(wǎng)或安全加密的4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性與安全性。

支持IEC 61850、MQTT、Modbus等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通。

平臺層(數(shù)據(jù)中樞與智能核心)：

數(shù)據(jù)中心： 分布式存儲海量異構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)(時(shí)序數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)、圖像等)。

數(shù)據(jù)處理引擎：

數(shù)據(jù)清洗、校驗(yàn)、歸一化與關(guān)聯(lián)對齊(時(shí)間戳同步)。

多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建變壓器“全息”狀態(tài)畫像。

智能診斷分析引擎(核心)：

狀態(tài)評估： 基于IEC/IEEE標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)導(dǎo)則(如DL/T 722油色譜分析導(dǎo)則)及專家經(jīng)驗(yàn)庫，進(jìn)行參數(shù)閾值比對、趨勢分析。

故障診斷： 應(yīng)用多種智能算法：

規(guī)則推理： 基于三比值法、大衛(wèi)三角形法等經(jīng)典規(guī)則。

機(jī)器學(xué)習(xí)： 利用SVM、隨機(jī)森林、XGBoost等對歷史故障樣本學(xué)習(xí)，識別潛在故障模式(如過熱、放電、絕緣老化)。

深度學(xué)習(xí)： 應(yīng)用CNN、LSTM等處理局部放電圖譜、振動(dòng)波形等高維數(shù)據(jù)，挖掘深層特征。

模糊邏輯/證據(jù)理論： 處理診斷過程中的不確定性和信息沖突。

故障預(yù)測： 基于時(shí)間序列預(yù)測模型(如LSTM, Prophet)、生存分析或退化模型，預(yù)測關(guān)鍵參數(shù)(如特征氣體濃度、絕緣強(qiáng)度)的未來趨勢及剩余壽命(RUL)。

健康指數(shù)： 融合多參數(shù)評估結(jié)果，計(jì)算變壓器整體健康狀態(tài)評分(HI)。

應(yīng)用層(價(jià)值呈現(xiàn))：

可視化監(jiān)控大屏： 全景展示變壓器實(shí)時(shí)狀態(tài)、關(guān)鍵參數(shù)、告警信息、健康指數(shù)。

智能預(yù)警與告警： 分級(注意、異常、嚴(yán)重)推送預(yù)警/告警信息至PC端、移動(dòng)APP、短信，精準(zhǔn)定位異常參數(shù)及可能故障。

診斷報(bào)告與決策支持： 自動(dòng)生成狀態(tài)評估報(bào)告、故障診斷報(bào)告及維修建議。

歷史數(shù)據(jù)查詢與分析： 支持多維度數(shù)據(jù)回溯、對比分析。

知識庫管理： 維護(hù)診斷規(guī)則、案例庫、專家經(jīng)驗(yàn)，支持自學(xué)習(xí)更新。

變壓器多參數(shù)智能在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)方案

二、 核心功能

全景狀態(tài)實(shí)時(shí)感知： 7×24小時(shí)不間斷采集多維度關(guān)鍵參數(shù)。

多源數(shù)據(jù)智能融合： 打破數(shù)據(jù)孤島，構(gòu)建統(tǒng)一狀態(tài)視圖。

故障精準(zhǔn)診斷定位： 綜合利用多種算法，提高診斷準(zhǔn)確率與特異性(如區(qū)分過熱與放電)。

風(fēng)險(xiǎn)超前預(yù)警預(yù)測： 變被動(dòng)搶修為主動(dòng)干預(yù)，防范重大故障。

健康狀態(tài)量化評估： 提供直觀的健康指數(shù)，指導(dǎo)運(yùn)維決策。

輔助決策與報(bào)告生成： 提升運(yùn)維效率與科學(xué)性。

移動(dòng)互聯(lián)與便捷運(yùn)維： 隨時(shí)隨地掌握設(shè)備狀態(tài)。

三、 智能診斷規(guī)則示例

規(guī)則1(過熱故障)： IF (C?H?濃度持續(xù)上升 AND 總烴增長速率超限) AND (油溫/繞組溫度異常偏高) THEN 高概率存在中高溫過熱故障，建議檢查分接開關(guān)或?qū)щ娀芈贰?/p>

規(guī)則2(放電故障)： IF (H?和C?H?濃度顯著增長) AND (局部放電幅值/頻次超閾值) AND (振動(dòng)信號出現(xiàn)特定頻譜特征) THEN 存在高能放電風(fēng)險(xiǎn)(如懸浮放電、匝間短路)，需緊急排查。

規(guī)則3(絕緣老化)： IF (CO和CO?產(chǎn)氣率持續(xù)升高) AND (糠醛含量檢測值超標(biāo)) AND (介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ呈上升趨勢) THEN 指示固體絕緣存在顯著老化或受潮，需評估絕緣壽命。

四、 應(yīng)用價(jià)值

顯著提升安全性： 預(yù)防火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。

優(yōu)化運(yùn)維成本： 減少計(jì)劃外停電、降低檢修頻次與費(fèi)用，延長設(shè)備壽命。

實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修： 從“定期檢修”邁向“精準(zhǔn)檢修”。

提高供電可靠性： 保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)： 為設(shè)備選型、設(shè)計(jì)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

支撐智能電網(wǎng)建設(shè)： 提升變電站智能化水平。

本方案構(gòu)建的變壓器多參數(shù)智能在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，通過深度融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對變壓器運(yùn)行狀態(tài)的深度感知、精準(zhǔn)診斷與超前預(yù)警，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。系統(tǒng)具備高度可擴(kuò)展性，可根據(jù)具體需求定制監(jiān)測參數(shù)、診斷模型及應(yīng)用功能。