4.2  硬件设计方案 25

4.3  电路设计 33

4.4  软件设计 36

4.5  软件调试与仿真 42

4.6 小结 43

结  论 44

致  谢 45

参考文献 46

附录A    程序代码 47

1  绪论

1.1  课题研究的背景及意义

大型变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行的可靠性直接影响整个电力系统的安全、运行费用及经济效益。变压器一旦发生事故,轻则断电,造成生产中止,设备损坏,重则引起连锁反应,大面积停电,造成很大的直接和间接经济损失,甚至产生严重的社会影响。因此,大型变压器的运行状态监测、故障分析与诊断技术的研究及其系统的开发与应用,一直是学术界和产业界关注的课题。[1]

在电力部颁发的DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》中，已将油中气体分析分析法列为变压器首位试验项目。据初步统计，我国通过油中气体含量分析，每年都能检出近300台左右的故障或异常的设备，为电网的安全运行发挥了重要作用。但是常规的油中气体分析为离线监测，根据监督规程，取样周期一般在3个月至1年，这样的间断检测对过热和悬浮电位放电性故障的检测是可以胜任的，而对于严重威胁设备安全的绕组内部的匝层间和围屏的局部放电性故障，则难以被及时检出。为此，国内外学者多年来一直致力于油中气体和局部放电等在线监测的研究。论文网

开展油色谱分析是早期发现和预防变压器故障的有效方法。色谱分析法又叫层析法。气相色谱法在电力系统中主要是检测充油电气设备的油中溶解气体。正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳和一氧化碳等。这些气体大部分溶于油中，当设备存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障发展，分解出的气体形成气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。当产生的气体量大于油的溶解量时，还会有一部分气体进入气体继电器，导致气体继电器动作。故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。因此采用气相色谱法在设备运过程中定期定量定性分析溶于油中的溶解气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障，并随时跟踪掌握故障的发展情况和及早采取必要恰当的措施，保证变压器的正常运行。

由于不同类型的故障及故障严重程度不同时产生气体的浓度含量不同。变压器油中溶解气体分析技术(dissolved gas analysis简称DGA)就是根据气相色谱方法获得油中各种特征气体的浓度，然后根据已获得的各种气体浓度进而判断变压器故障的一种方法。DGA技术对于判断慢性局部潜在性缺陷十分有效，该方法无需停电试验，可用于在线监测。

建立一套基于气相色谱的变压器故障诊断系统，运用相关一些人工智能进行智能诊断，将很大程度上减轻现场人员的劳动强度，避免人为因素的影响，提高对气相色谱数据分析的效率以及准确性，保证变压器的安全运行。文献综述

在线监测与传统的预防性试验相比，主要有如下优点:

a）在运行电压下进行监测，克服了预防性试验电压低，不容易检出设备缺陷的不足之处。同时，测量值可以较真实地表征设备的绝缘状况，提高了绝缘诊断的准确性；