罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统的研究

摘要

电力变压器是担负着电能重新分配和电能转换的重要设备，运行质量直接关系到供电系统的稳定性和人民群众生命财产安全。经过几十年的发展，变电站已经具备了基本的运行监控、测量、故障保护功能，但是缺少了状态监测、故障诊断、故障预警和健康管理环节，不能对电力设备的安全状况做出评估和判断。为了提高其安全性和可靠性，一直采用的是设备预防性试验和计划性大修的维护方式，有时出现设备失修或过修的不利局面，常常会引起不需要大修的变压器“小病大治、无病也治”等问题，因此，开展电力变压器故障预警机制及预防性维修研究工作，实现电力变压器的实时状态监测，优化维修制度，在允许的条件下充分挖掘设备潜力，合理安排检修周期并延长服役期限，提高变压器工作的安全可靠性，降低其全寿命周期费用，并建立一套科学合理的健康管理标准、方法和手段，具有非常重要的战略意义。
　　本文以110千伏罗庄变电站变压器设备的实际运行状况为基础，基于可靠性分析和故障诊断理论，开发一套电力变压器故障预警与健康管理系统，提高了管理水平，所做的主要工作如下:
　　通过现场调研和对相关文献的分析研究，确定变压器设备可靠性维修的分析流程，故障诊断三比值法的编码规则和故障类型判断方法;基于STM32F103微处理器和嵌入式RTOS硬件架构，自行研制开发了铁芯智能单元、容性智能单元、避雷器智能单元、变电站环境单元;以Java语言为开发工具，以MS SQL Server2000为后台数据库开发了罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统;依据栾川电业局罗庄变电站的实际情况，确定了电力变压器故障预警与健康管理系统的实施运行分析，检验了系统的可靠性、可行性、实用性和先进性，满足了电力变压器故障预警及健康管理的全过程管理。
　　以上研究成果提出了现有变电站智能化改造的新思路和新方法，对于资金有限的县局变电站智能电网改造具有重要的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 国外研究动态

1．2．2 国内研究动态

1．3 研究方案和内容

1．3．1 研究方案

1．3．2 研究内容

第2章 变压器故障预警与健康管理系统基础理论

2．1 故障预警系统

2．2 RCM系统分析流程

2．2．1 故障模式及影响分析(FMEA)

2．2．2 变压器的健康管理

2．3 变压器故障诊断方法

2．3．1 特征气体法

2．3．2 三比值法

2．4 本章小结

第3章 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统结构及硬件设计

3．1 系统构成和工作流程

3．1．1 系统组成

3．1．2 系统工作流程

3．2 功能需求分析

3．2．1 技术指标需求

3．2．2 设备运行环境条件

3．3 主要智能单元的硬件设计与选用

3．3．1 油色谱智能单元

3．3．2 油温智能单元

3．3．3 其它智能监测单元

3．4 本章小结

第4章 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理软件系统的开发

4．1 功能需求分析

4．2 系统开发的设计原则和目标

4．3 变压器故障预警与健康管理系统的数据处理分析及数据字典

4．3．1 状态数据采集

4．3．2 设备状态预测

4．3．3 数据字典

4．4 变压器故障预警与健康管理系统软件结构和开发

4．4．1 软件结构

4．4．2 开发语言及数据库的选择

4．5 本章小结

第5章 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统的实施分析

5．1 罗庄变电站概况

5．2 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统实施风险评价

5．3 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统实施方案

5．4 罗庄变电站智能单元实施分析

5．4．1 油色谱智能单元及信号线引接实施分析

5．4．2 铁芯智能单元及信号线引接实施分析

5．4．3 中压侧避雷器智能单元和信号线引接实施分析

5．4．4 容性智能单元和信号引接实施分析

5．4．5 温控智能单元实施分析

5．5 罗庄变电站变压器故障预警与健康管理系统运行效果分析

5．6 本章小结

第6章 研究成果与结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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