基于流程自動化技術(shù)的變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測研究

歐曉妹 曾慶輝 唐琪 李蘭茵

摘要：根據(jù)變壓器油色譜在線監(jiān)測現(xiàn)狀，介紹了流程自動化技術(shù)的具體功能及關(guān)鍵點(diǎn)，闡述了主變油色譜流程自動化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，包括操作流程、監(jiān)盤規(guī)則、自動監(jiān)盤等。將流程自動化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測中，能降低人工監(jiān)盤工作量，減少人工出錯率。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)監(jiān)測;變壓器油色譜;流程自動化;監(jiān)盤規(guī)則;自動監(jiān)盤

0 引言

目前設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了大量應(yīng)用，通過安裝在設(shè)備上的各類監(jiān)測儀表，對設(shè)備進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測并上傳數(shù)據(jù)至接收終端，不同系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)需要人工進(jìn)行跨系統(tǒng)分析對比。其中，變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)中，通過在主變安裝油色譜在線監(jiān)測裝置，定時采樣、分析數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到后臺進(jìn)行綜合診斷分析[1]。目前，廣東佛山供電局設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)涉及公司生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)及其他監(jiān)測系統(tǒng)，主變油色譜數(shù)據(jù)主要傳送到公司生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在線監(jiān)測設(shè)備總數(shù)達(dá)2 400臺，人工監(jiān)測次數(shù)達(dá)7 258次，監(jiān)測數(shù)據(jù)紛繁多樣，工作流程繁復(fù)。在進(jìn)行系統(tǒng)切換、設(shè)備監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析的過程中，需要耗費(fèi)大量的人力成本，且容易出現(xiàn)人為錯漏。因此，本文通過分解主變油色譜狀態(tài)監(jiān)測的詳細(xì)工作步驟，開發(fā)基于流程自動化技術(shù)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用模塊，并以此作為虛擬勞動力，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序與現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行交互并完成設(shè)定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)主變油色譜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中上千個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)自動監(jiān)測及采集分析，有效解決設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)多、數(shù)據(jù)多、計(jì)算多的難題，提升設(shè)備監(jiān)測效率和準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測無人監(jiān)控的目的。

1 流程自動化技術(shù)

流程自動化技術(shù)是通過軟件界面自動化模擬技術(shù)來模擬操作流程，實(shí)現(xiàn)多軟件界面、系統(tǒng)界面之間的數(shù)據(jù)訪問和抓取、分析。流程自動化通常需要制定特定的業(yè)務(wù)場景，根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則和流程，制定明確的操作規(guī)則及可被數(shù)字化的觸發(fā)指令和輸入。目前，國內(nèi)用得較為成熟的是Uibot機(jī)器人Creator（有愛創(chuàng)造者），該開發(fā)工具包括錄制模塊、可視化開發(fā)、代碼開發(fā)，提供可視化編程和源碼編程，利用該工具可開發(fā)出符合業(yè)務(wù)需求的Uibot機(jī)器人Worker（有愛勞動者）。Worker作為運(yùn)行程序，可制定計(jì)劃任務(wù)定時運(yùn)行，流程自動化應(yīng)用模塊在現(xiàn)有工作系統(tǒng)界面部署并進(jìn)行自動化操作，保存運(yùn)行記錄、實(shí)時更新，并具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能。

流程自動化技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)包括兩個方面：一是信息提取與感知，數(shù)據(jù)從非結(jié)構(gòu)化到結(jié)構(gòu)化的處理、信息識別，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、檢索與整理;二是傳輸和溝通，自動通知與定期提醒，運(yùn)營報(bào)告與協(xié)同管理。

2 主變油色譜流程自動化技術(shù)的應(yīng)用

變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測全流程自動模塊是基于Uibot Creator開發(fā)工具，根據(jù)油色譜在線監(jiān)測人工監(jiān)盤規(guī)則、操作流程進(jìn)行開發(fā)。

2.1? ? 操作流程

目前，廣東佛山供電局變壓器油色譜數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至生產(chǎn)監(jiān)控中心。變壓器油色譜、電抗器油色譜從取油樣、色譜分析實(shí)現(xiàn)了全自動在線監(jiān)測，并可按實(shí)際需求，設(shè)定采樣周期對電氣設(shè)備開展監(jiān)測，能及時、連續(xù)追蹤電氣設(shè)備狀態(tài)。通常重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備油中的溶解氣體含量，監(jiān)測含量是否超標(biāo)導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。其中，總烴、氫氣限值為150 μL/L，500 kV級以上設(shè)備的乙炔限值為1 μL/L，35～220 kV設(shè)備的乙炔限值為5 μL/L。目前，該供電局由人工登錄公司生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心，依次讀取變電站、設(shè)備電壓、設(shè)備名稱、監(jiān)測廠家、監(jiān)測裝置狀態(tài)、監(jiān)測時間、告警狀態(tài)、甲烷（CH4）、氫氣（H2）、乙炔（C2H2）、復(fù)合氣體總量、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）信息。

2.2? ? 監(jiān)盤規(guī)則

在開發(fā)變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測流程自動化過程中，制定好操作步驟后，機(jī)器人判斷規(guī)則制定為重中之重，機(jī)器人讀取數(shù)據(jù)后，根據(jù)規(guī)則進(jìn)行后臺計(jì)算并輸出結(jié)果，為監(jiān)盤人員的復(fù)盤和故障診斷提供幫助。

判定規(guī)則主要參照油色譜試驗(yàn)規(guī)程并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)制定，輸出信息包括“裝置異常”“數(shù)據(jù)異常”2類。裝置異常分為4種情況，分別為離線、全部組分?jǐn)?shù)據(jù)為0、數(shù)據(jù)顯示不全或亂碼、數(shù)據(jù)更新異常（指連續(xù)2天數(shù)據(jù)相同且未顯示離線、日期停留在2天以前且未顯示離線）;數(shù)據(jù)異常分為3種情況，分別為含量超標(biāo)（總烴：150 μL/L，H2：150 μL/L）、產(chǎn)氣速率超標(biāo)、數(shù)據(jù)突變。其中，相對產(chǎn)氣速率大于10%/月=（當(dāng)日氣體量-1個月前氣體量）/1個月前氣體量，若1個月前氣體量缺失，則取最近有效數(shù)據(jù)折算判斷。數(shù)據(jù)突變指乙炔1天增長0.2 μL/L且超過10%或周增長超過0.5 μL/L或周增長率超過20%，或者氫氣、總烴連續(xù)3天日增長率超過5%或周增長率超過30%。

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，會引起絕緣油、絕緣材料等的裂解，特征氣體由此產(chǎn)生[2]。因此，監(jiān)盤人員首先應(yīng)判斷甲烷（CH4）、氫氣（H2）、乙炔（C2H2）等特征氣體是否在正常數(shù)值范圍內(nèi)，如數(shù)據(jù)超標(biāo)，再根據(jù)油色譜三比值法判斷主變故障類型[3]。油色譜三比值法規(guī)則如表1所示。

2.3? ? 自動監(jiān)盤

變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測流程自動化有多種觸發(fā)方式：本地觸發(fā)、遠(yuǎn)程控制和定時觸發(fā)。在工作日，值班人員可直接采取本地觸發(fā)方式，在節(jié)假日，需要值班則可采取遠(yuǎn)程控制或定時觸發(fā)，控制軟件開展后臺監(jiān)測。油色譜流程化自動監(jiān)盤界面如圖1所示（采用源代碼運(yùn)行）。

3 結(jié)語

本文通過對流程自動化技術(shù)進(jìn)行研究，并將其應(yīng)用到變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測中，得出以下結(jié)論：

（1）將“非侵入”式流程自動化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序與現(xiàn)有用戶系統(tǒng)進(jìn)行交互并完成預(yù)期任務(wù)，通過7×24 h不間斷數(shù)據(jù)監(jiān)測、抓取和分析，實(shí)現(xiàn)主變油色譜在線監(jiān)測模式自動化。

（2）本應(yīng)用模塊屬于離線軟件，安裝應(yīng)用便捷，具有較高的安全性，可以廣泛應(yīng)用于網(wǎng)省公司和各地市局設(shè)備在線監(jiān)測業(yè)務(wù)中，極大地降低了人工監(jiān)盤的勞動量，減少了人工出錯率，提升了監(jiān)盤的效率和準(zhǔn)確率。

（3）該項(xiàng)目成果不僅適用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，還可推廣應(yīng)用至人力資源、財(cái)務(wù)管理等重復(fù)性高、邏輯確定的業(yè)務(wù)場景中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部跨系統(tǒng)工作流程的自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，切實(shí)提高生產(chǎn)和決策效率，具備廣闊的應(yīng)用推廣前景。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] 李林發(fā)，文正其，鄧世聰，等.基于模糊三比值法和案例匹配的變壓器故障診斷方法研究[J].變壓器，2015，52（12）：61-66.

收稿日期：2020-06-04

作者簡介：歐曉妹（1989—），女，廣東汕頭人，技師，研究方向：狀態(tài)監(jiān)測與智能應(yīng)用。