色谱在线监测单元， 油中微水监测单元，温度监测单元，局部放电监测单元，接地电流在线监测单元，变压器及 有载调压开关振动监测单元，主站计算机，其中，
[0088] 油中气体色谱在线监测单元，利用气体色谱监测传感器对变压器油中所含的氢 气、一氧化碳、二氧化碳、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷的含量进行计算，并将计算的结果通过 RS232通信协议传输给主站计算机；
[0089] 油中微水监测单元，利用水分传感器对变压器油中所含水分含量进行计算，并将 计算的结果传输给主站计算机；
[0090] 温度监测单元，采用光纤测温仪对变压器顶层和底层油温，以及壳体温度进行在 线检测，并将检测结果传输给主站计算机；
[0091] 局部放电监测单元，采用外置高频天线作为UHF传感器，监测变压器内部局部放 电产生的超高频电压信号，并将监测结果传输给主站计算机；
[0092] 接地电流在线监测单元，通过监测铁芯接地线上电流大小变化来反映铁芯情况， 并将监测结果传输给主站计算机；
[0093] 变压器及有载调压开关振动监测单元，利用压电加速度振动传感器监测变压器及 有载调压开关的振动情况，并将监测结果传输给主站计算机。
[0094] 油中气体色谱在线监测单元监测变压器的过热性故障、变压器过载、短路故障、放 电故障。
[0095] 过热性故障：变压器内部过热情况下，大量的热量会使变压器油及部分固体绝缘 材料变质氧化，释放出气体。主要引发原因包括变压器过载导致过热故障、变压器突发短路 导致过热性故障等。变压器过载：变压器过载时绕组电流超过额定值，散热效率不足的情况 下，绕组高温会导致绝缘油分解产生气体。短路故障：变压器突发短路时，其绕组可能承受 数十倍与额定值的电流，产生很大的热量，致使绝缘材料受损释放气体。放电故障：变压器 内部发生放电故障时，绝缘油或局部固体绝缘会受到腐烛，介质损耗增大，释放出相应的故 障气体。
[0096] 温度监测单元监测变压器的过热性故障。
[0097] 局部放电监测单元监测变压器的放电性故障。
[0098] 放电性故障：包括局部放电、火花放电、电弧放电等各种放电故障。
[0099] 接地电流在线监测单元监测铁芯多点接地故障。
[0100] 变压器及有载调压开关振动监测单元监测有载分接开关机械性故障和铁芯及绕 组机械故障。
[0101] 有载分接开关机械性故障：振动监测单元可以根据有载开关动作过程中的所检测 到的振动情况，进行频谱分析，根据分析结果对有载开关工作状态进行判断，继而监测设备 故障。
[0102] 铁芯及绕组机械故障：铁芯或绕组发生机械性故障时，比如压紧问题、位移故障、 绕组变形时，变压器会发生特定频谱的机械振动，振动监测单元可以对该类型故障进行监 测 。
[0103] 各个监测单元所诊断的故障类型均不相同，抽象程度比较高，无法利用单独的一 个单元的监测结果对故障进行详细精确的判断和定位。但是同时，不同的监测单元之间对 故障的诊断往往又有重叠部分，可以利用不同单元的配合性监测来缩小诊断的故障范围， 比如当油中溶解气体色谱监测系统发现过热性故障时，可以结合接地电流监测系统的监测 数据进行分析，来排除或者确认是否发生了铁芯多点接地故障导致绝缘过热，从而产生对 应气体。通过这种方式，智能监测系统可以进一步缩小故障的范围，某些情况下可以直接确 定故障类型。
[0104] 主站计算机接收油中气体色谱在线监测单元和局部放电监测单元传来的监测结 果，当油中气体色谱在线监测单元监测到的乙炔含量占总烃比例的20%至70%，同时氢气 含量占烃总量的30%至90%，并且，一氧化碳、二氧化碳、乙烯、甲烷、乙烷的含量在预定的 正常范围内，而且局部放电监测单元显示局部放电故障，这时主站计算机确定变压器发生 局部放电性故障。
[0105] 乙炔产生与放电性故障有关，当变压器内部发生电弧放电时，乙炔含量一般占总 烃比例的20%至70%，同时氢气占烃总量的30至90%。如果其他成分没超标，而乙炔增长 速度较快，并且成为油中气体主要成分且含量超标时，则很可能是设备绕组短路或分接开 关切换等产生放电性故障。此时可配合局放监测单元对是否发生了局部放电故障进行确定 性诊断。通过结合两个监测单元监测局部放电故障，监测结果更加可靠。
[0106] 主站计算机接收油中气体色谱在线监测单元和油中微水监测单元传来的监测结 果，当油中气体色谱在线监测单元监测到的氢气含量超出预定范围，同时一氧化碳、二氧化 碳、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷的含量在预定的正常范围内，而且，油中微水监测单元显示油中 的水分含量超出预定范围，这时主站计算机确定变压器油中水分超标。
[0107] 变压器内部进水受潮是一种潜伏性故障，其特征气体氢气含量相应增加，如果油 中气体色谱在线监测单元显示氢气含量超标，而其他气体含量无显著增加时，可大致预测 变压器内可能含有水分。此时为进一步对故障进行确定或排除，可配合微水监测系统输出 数据进行分析，确认氢气含量超标是否是由油中微水含量超标所致。通过结合两个监测单 元监测油中含水情况，监测结果更加可靠。
[0108] 主站计算机接收油中气体色谱在线监测单元和温度监测单元传来的监测结果，当 油中气体色谱在线监测单元监测到的甲烷和乙炔二者总量超出总烃的80%，这时主站计算 机分析温度监测单元监测的变压器内部各个监测点的温度，确定是否发生过热性故障。
[0109] 当变压器内部发生过热性故障时，热源处绝缘油分解会产生大量的甲烷和乙烯， 并且二者总量一般可占到总烃的80%以上，随着故障点温度的升高，其所占比例也随之增 加。此时可配合温度监测单元，对变压器内部不同监测点所采集的温度进行重点分析，对故 障类型是否是过热性进行确定性诊断，并确定热源故障点，然后做出适当解决措施。
[0110] 主站计算机接收温度监测单元和变压器及有载调压开关振动监测单元传来的监 测结果，如果温度监测单元的监测结果显示局部过热故障并且振动监测单元显示绕组发生 振动变形，则主站计算机确定绕组发生变形故障。
[0111] 变压器绕组分接区和纠接区安装不平衡会导致附近绕组线饼变形，产生的横向漏 磁场使得绕组在变压器出口短路时，线饼受到的电动力要增大很多，导致绕组产生变形和 损坏，特别是分接区线饼。当有载分接开关发生分接段短路故障时，绕组会变形成波浪状， 影响油道的通畅，降低绝缘系统散热性能。此时可配合振动监测系统进行诊断，当变压器内 发生局部过热故障时，如果振动监测系统输出数据显示绕组可能发生振动变形，则可以估 测绕组发生变形故障，并进行更进一步的验证性工作及维护。
[0112] 本发明的油中气体色谱在线监测单元通过RS232串口与主站计算机相连，
[0113] 其中，所述油中气体色谱在线监测单元的操作系统为嵌入式Linux，所述油中气体 色谱在线监测单元通过串口管理模块管理对RS232串口的操作，包括设置串口的属性、串 口的打开和串口的读取，所述串口管理模块的串口读取实现过程包括：
[0114] 添加串口读取程序中用到的头文件；
[0115] 定义一个新的int型进程ID号；
[0116] 编写新建子进程功能，读取串口对应文件中的监测数据并输出到新建的data,txt 文件中；
[0117] 通过程序设置父进程睡眠1秒，并用system函数的kill功能来终止子进程；
[0118] 以只读方式打开存储监测数据的data,txt文件；
[0119] 从data,txt文件中第一行数据开始读取，并存入缓存buf中；
[0120] 通过字符串完全匹配函数判断某一时刻读取的数据是否是以"一"开头的，若不是 则重新读取下一行，直到读取到完整的数据为止；
[0121] 将完全匹配的一行数据中的具体数值提取到air-monitor数组存储；
[0122] 实现以读写方式来打开一新建文件jc.txt文件；
[0123] 将air-monitor数组中存储的数值写入jc. .txt文件供其他设备调用。
[0124] 本发明将根据变压器故障性质分类情况（过热性故障、放电性故障、机械性故障 和其他故障），对如何在宽泛性诊断故障性质的基础上，细化故障类型及故障部位的方法提 出了解决方法。对所选用的不同监测子系统所能监测的故障类型或故障部位进行了确定； 并将不同故障监测系统进行多方面系统级组合，建立故障监测重叠区，从系统配合和连接 方式上构建了细化的故障监测系统。
[0125] 本发明还提出了一种变压器故障诊断方法，通过油中气体色谱在线监测单元对变 压器油中的气体进行采样，并通过以下公式计算绝对产气速率：
[0127]γα表示某气体的绝对产气速率，Ct,2表示第二次取样测得油中某气体浓度，Ct>1表 示第一次取样测得油中某气体浓度，△t表示两次取样时间间隔中的实际运行时间，m表示 变压器油的总质量，P表示油的密度；
[0128] 当总烃的含量大于第一阈值且小于第一阈值的3倍，并且总烃的绝对产气速率小 于第二阈值时，确定变压器存在故障但可继续运行；当绝对产气速率是第二阈值的1到2 倍，这时确定要缩短变压器的检验周期；
[0129] 当总烃的含量大于第一阈值的3倍且总烃的绝对产气速率大于第二阈值的3倍， 这时说明变压器有严重的故障，通知工作人员立即采取相应措施；
[0130] 其中，总烃是指变压器油中所有的烃类气体；总烃的绝对产气速率是指变压器油 中所有的烃类气体的绝对产气速率之和。
[0131] 通过以下公式计算相对产气速率：
[0133] γ表不某气体的相对产气速率，ct,2表不第二次取样测得油中某气体浓度，ct>1表 示第一次取样测得油中某气体浓度，At表示两次取样时间间隔中的实际运行时间；
[0134] 当总烃的相对产气速率大于10%，确定缩短对变压器的检测周期。
[0135] 本发明还提出了一种变压器故障诊断方法，采用支持向量机对变压器故障进行诊 断。