變壓器作為電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)的離線監(jiān)測(cè)方式存在滯后性，難以實(shí)時(shí)捕捉潛在故障。而基于多源傳感技術(shù)的智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過整合多種傳感數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的全方位、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，為設(shè)備運(yùn)維提供精準(zhǔn)依據(jù)。?

系統(tǒng)構(gòu)建的核心在于多源傳感節(jié)點(diǎn)的科學(xué)部署。針對(duì)變壓器的關(guān)鍵部位，需布設(shè)不同類型的傳感器：在繞組區(qū)域安裝光纖光柵傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度分布，其測(cè)量精度可達(dá) ±0.5℃，且抗電磁干擾能力強(qiáng);在油箱表面部署振動(dòng)加速度傳感器，捕捉鐵芯與繞組的振動(dòng)信號(hào)，采樣頻率設(shè)為 2kHz，可有效識(shí)別松動(dòng)、變形等故障;在絕緣油循環(huán)管路中嵌入介損傳感器與溶解氣體傳感器，前者監(jiān)測(cè)油的介損值變化，后者實(shí)時(shí)分析油中氫氣、甲烷等特征氣體濃度，當(dāng)氣體濃度超過閾值時(shí)自動(dòng)報(bào)警。這些傳感器通過工業(yè)以太網(wǎng)或無(wú)線 LoRa 技術(shù)組網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。?

數(shù)據(jù)處理層是系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。多源傳感器采集的原始數(shù)據(jù)存在噪聲與冗余，需經(jīng)過預(yù)處理環(huán)節(jié)：采用小波變換算法濾除振動(dòng)信號(hào)中的電磁干擾噪聲，通過卡爾曼濾波優(yōu)化溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平滑性。隨后，利用邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，提取特征參數(shù)，如溫度梯度、振動(dòng)頻譜峰值、氣體濃度比值等，再將關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳至云端平臺(tái)。云端系統(tǒng)搭載機(jī)器學(xué)習(xí)模型，通過訓(xùn)練歷史故障數(shù)據(jù)，建立故障識(shí)別算法，例如利用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別繞組過熱故障，識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá) 95% 以上;采用支持向量機(jī)分類器判斷絕緣老化程度，為運(yùn)維決策提供量化依據(jù)。?

多源傳感的變壓器智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建方案

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)需兼顧實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警。在監(jiān)測(cè)終端界面，可動(dòng)態(tài)展示變壓器的運(yùn)行參數(shù)，包括實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)分布熱力圖、振動(dòng)波形圖、氣體濃度趨勢(shì)曲線等，支持?jǐn)?shù)據(jù)回溯查詢。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到異常時(shí)，如繞組溫度突升 10℃/h、振動(dòng)頻率出現(xiàn) 200Hz 以上的異常峰值，或油中乙炔濃度超過 5μL/L，將立即觸發(fā)多級(jí)預(yù)警機(jī)制：通過聲光報(bào)警提醒現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員，同時(shí)向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送短信與 APP 推送，附帶故障定位與初步診斷結(jié)果。此外，系統(tǒng)具備壽命預(yù)測(cè)功能，基于多源數(shù)據(jù)構(gòu)建變壓器健康度評(píng)估模型，結(jié)合運(yùn)行年限、負(fù)荷變化等因素，預(yù)測(cè)設(shè)備剩余壽命，為檢修計(jì)劃制定提供參考。?

為保障系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，需考慮抗干擾與冗余設(shè)計(jì)。傳感節(jié)點(diǎn)采用本安型電路設(shè)計(jì)，適應(yīng)變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境;數(shù)據(jù)傳輸采用加密協(xié)議，防止信息泄露。同時(shí)，關(guān)鍵傳感器與通信鏈路設(shè)置冗余備份，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，自動(dòng)切換至備用通道，確保監(jiān)測(cè)不中斷。通過上述方案構(gòu)建的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)的全面感知、精準(zhǔn)診斷與智能預(yù)警，大幅提升電力設(shè)備的運(yùn)維效率與電網(wǎng)可靠性。