变压器多模态光总线局放在线监测及AI诊断系统

变压器作为超高压电力系统的核心枢纽设备，承担着跨区域电力传输、电压等级转换的关键职能，其安全稳定运行直接关系到主网乃至整个电力系统的可靠性。针对 500kV 变压器的局部放电在线监测，除了具备一般变压器在线监测的共性价值外，还因设备自身特性和系统定位，体现出更特殊、更关键的重要性，如下：

1. 超高压下局部放电的 “加速破坏性” 要求更早预警

2. 枢纽地位决定故障影响的 “系统性连锁风险”

3. 高运维成本倒逼 “状态检修” 的精准化

4. 复杂工况下的动态风险防控

华君变压器局放在线监测解决方案，在目标变压器设备分布式部署多模态局放传感器（具体布点位置及数量根据现场踏勘结果确认）。通过光纤组成自愈环网总线进行高速无损通信。在现地部署网络配电柜，其中部署根光交换机和边缘计算工控机并提供电源供电。传感器光通信自组网络通过光纤与根光交换机连接，根光交换机再通过RJ45网线或光纤将数据传输给后台监控系统。整体架构组成如下：

感知层包括：变压器多模态传感器。各传感器均为有源有线工作模式，由自愈环光交换总线实现串联通信，通过自愈环光交换机将数据传输到本地工控机系统。

网络层包括：自愈环光交换机、本地交换机等。

应用层包括：本地工控机系统和后台集控中心系统。前者实现数据的现地存储、处理及图谱可视化等，再将处理后的结果数据（以及原始数据）通过千兆交换机同步到集控中心系统进行统一存储、处理和人机界面可视化。

方案特点1：多模态一体化窄带频域测量

华君变压器多模态局放传感器，根据部署位置的不同具备不同的形态。

部署在变压器本体的多模态传感器，内置光通信模块，同时监测局放产生的UHF、TEV、AE和温湿度信号。

部署在铁芯接地和夹件接地出的多模态传感器，内置光通信模块，通过同轴电缆引出两个HFCT高频电流探头，通过固定件固定在铁芯接地和夹件接地的铜排上，测量局放产生的接地高频电流信号。

部署在高压侧/低压侧封闭母线上的多模态传感器，内置光通信模块，通过复合电缆引出TEV+AE+温湿度一体化传感器，监测局放产生的TEV、AE和温湿度信号。

方案特点2：自愈性高速无损耗光环网通信

分布式多模态传感器+自愈环光通信总线结合，提高了系统的集成度，系统构架简单清晰，降低了项目实施成本。整体方案通信效率高，信息可靠性高且抗干扰能力强。数据传输速率可达Gbps，支持规模化局放传感器的数据全双工并发。光通信不受电磁场和环境影响，路径单一等明显的稳定性特征，避免现场复杂电磁环境对监测的影响，提高系统的抗干扰能力。自愈特性使得任意通信节点异常，或者链路损坏，都不影响其它节点及链路数据传输。基于高速光环网通信及阵列信号处理技术可实现分米~厘米级别的局放源定位功能。

方案特点3：

整体方案采用前端本地轻量级计算+边缘AI计算的边端结合处理架构，减轻了后端数据存储及处理的难度和成本，同时提高了现场异常发现及故障诊断的实时性和有效性。边缘计算采用机理模型+AI模型融合计算方式，对变压器绝缘健康状态实施多模态、大数据、自适应的动态监测和智能故障预警。