CN102494737A - 一种油浸式变压器油位监测方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种油浸式变压器油位监测方法。该方法包括：红外探测器采集变压器高压套管的温度信息和图像信息；将高压套管的温度信息和图像信息通过传输设备传输到监控主机；监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测，得到高压套管模型；将高压套管模型各点的温度信息进行微分得到油位分界线；判断油位分界线是否在预设范围之外，如果是，则触发报警器报警。本发明实施例还提供了一种油浸式变压器油位监测***。本发明实施例技术方案可实现对变压器油位远程、实时、快速监测。

Description

一种油浸式变压器油位监测方法和***

技术领域

本发明涉及变压器状态监测***，尤其涉及一种变压器高压套管油位监测方法和***。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，根据冷却方式的不同，可分为干式变压器、油浸式变压器、氟化物变压器等类别。油浸式变压器用油实现冷却、绝缘等功能。变压器油箱内的油位过高将造成变压器内部油压增大，且容易溢油，此时需要采取放油措施；油位过低将导致变压器引线或铁芯暴露于空气中，造成内部闪络危险，且由于油与空气接触面增大，变压器油的绝缘性将会迅速下降，此时需要采取补油措施。因此，油浸式变压器油位监测对变压器的正常运行具有重要意义。为了实现油位监测，变压器上通常设置有高压油位套管，通过监测高压套管的油位监测变压器油箱的油位。传统的油位监测通常采用油位表计进行实地查看，这种方式耗时耗力，且无法判定油位表计是否正常工作，造成了变压器运行隐患。此外，油位表计常会因阻塞等原因导致测量不准。

发明内容

有鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新的油浸式变压器油位监测方法与***，该方法和***利用红外监测技术和图像技术，借助网络传输设备，以实现油浸式变压器油位的准确、实时监测。

为实现上述目的，本发明实施例提供的油浸式变压器油位监测方法包括：

红外探测器采集变压器高压套管的温度信息和图像信息；

将高压套管的温度信息和图像信息通过传输设备传输到监控主机；

监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测，得到高压套管模型；将高压套管模型各点的温度信息进行积分得到油位分界线；判断油位分界线是否在预设范围之外，如果是，则触发报警器。

优选地，监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测之前进行预处理，所述预处理包括滤波、消噪和/或去边框处理。

优先地，所述方法还包括对高压套管模型和油位分界线进行显示的步骤。

本发明还提供了一种油浸式变压器油位监测***，该***包括：红外探测器、传输设备、监控主机和报警器，所述红外探测器通过传输设备将采集的高压套管的温度信息和图像信息传输给所述监控主机，所述监控主机包括对所述温度信息和图像信息进行边缘检测的检测器、对高压套管模型各点温度信息积分的积分器，以及判别油位分界线超过预设范围的判决器；报警器接收到所述判决器的结果后报警。

优选地，所述传输设备包括光纤信号发送机、中继器和光纤信号接收机。

优选地，所述***还包括对高压套管温度信息和图像信息进行滤波的滤波器和/或消噪器。

优选地，所述监控主机还包括对高压套管模型和油位分界线进行显示的显示装置。

本发明实施例提供的技术方案由红外探测器对油浸式变压器的高压套管的温度信息和图像信息进行采集，然后将采集的数据通过传输设备传输到监控主机，监控主机的检测器构建出高压套管模型后，通过积分器对高压套管模型各点温度信息进行积分，然后将积分结果输入到判决器，判决器判决后通过报警器实现报警。与现有技术相比，本发明实施例利用红外探测技术，将异地油浸式变压器的高压套管的情况通过传输线路收集到监控主机，避免到实地查看带来的高成本、不便捷问题，而且，通过监控主机的处理，高压套管的油位状况可实时地再现于显示器上，方便监测，有利于及时发现和预防油位异常。此外，本发明实施例的报警器根据监控主机的判决结果可自动实现报警，特别在无人值守的变电站中，该方式加快了油浸式变压器出现异常的处理。

附图说明

图1为本发明的一个方法实施例的流程图；

图2为本发明的一个***实施例的结构图。

具体实施方式

本发明的主要思想是利用红外检测技术和图像监控***，由红外探测器采集油浸式变压器的高压套管的温度信息和图像信息，然后对这些信息由监控主机进行一系列的处理，最后根据监控主机的判决器结果报警，该技术方案避免了到实地通过油位表计进行油位套管油位的监测，节约了成本、便利了操作，进而保证了油浸式变压器的可能出现的安全隐患。

为了使本领域技术人员能进一步了解本发明的特征及技术内容，下面先对本发明的实现原理进行介绍，然后结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

如前所述，油浸式变压器通过油箱内的油起到冷却与绝缘作用，油量的变化通过高压套管的油位进行反映。变压器高压套管的温度与变压器负荷大小、变压器接入或切除冷却装置，以及昼夜温差、日光的照射等情况有关，温度发生变化，油量的体积将随之发生变化：温度升高，油位上升；温度降低，油位下降，因此，变压器的油位始终在不断变化。为调节变压器的油位及保证变压器内部压力平衡及安全运行，设置了变压器高压套管，其大小一般为变压器油箱总油量的十分之一左右。变压器运行过程下，变压器高压套管与周围环境将出现温度差异，套管内部有油部分与无油部分也会形成明显的温度差异，这些差异在红外图像中表现为灰度差异。由于热传导效应存在，高压套管内部有油部分与无油部分的分界面并不十分明显，不能直接用温度闭值来进行简单区分。但高压套管内部有油与无油分界面是整个高压套管内温度变化率最大的地方，由此，即可借助该规律判定油浸式变压器高压套管内的油位分界线。

参见图1，本发明提供的油浸式变压器油位监测方法包括：

步骤S101：红外探测器采集变压器高压套管的温度信息和图像信息；

电力***的长期实践经验表明，电力***中许多故障前期都会以电力设备的局部或者整体热状态异常表现出来。红外检测技术利用红外探测器获得电力设备温度值和温度空间分布特征，进而利用这些信息分析设备中可能存在的故障或隐患，实现监控；这里获得高压套管的图像信息的目的是便于将温度信息在高压套管模型中体现出来。

步骤S102：将高压套管的温度信息和图像信息通过传输设备传输到监控主机；

油浸式变压器通常位于市郊或在旷野中，远离监控中心，为了对油浸式变压器的高压套管的油位进行监测，必须将红外探测器采集的数据通过传输设备传回监控主机，由监控主机利用自身的硬件设备进行处理。这里的传输设备包括编码器、传输线路、解码器、交换机通信设备，实际进行数据传输过程中可以采用就近的传输网，在现有的电力通信***中，由于光通信的可靠性好、抗干扰能力强、传输带宽大等优点，已有使用光纤进行数据传输的光网络，因此，本实施例优选传输设备包括用光纤信号发送机、中继器、光纤信号接收机等光通信设备。

步骤S103：监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测，得到高压套管模型；将高压套管模型各点的温度信息进行微分得到油位分界线；判断油位分界线是否在预设范围之外，如果是，则触发报警器。

监控主机是对上述红外探测器采集的数据进行处理的核心部件，监控主机先对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测，以得到高压套管模型，这里采用的边缘检测方法在现有技术中已经公开，这里不再赘叙。建立高压套管模型后，温度信息相应地赋予给高压套管上的对应点，然后对高压套管模型各点的温度信息进行积分，积分运算的目的是判别出温度信息中哪些点的变化率最大，因为变化率最大的地方很可能是油位分界线，该分界线以下是装有油的高压套管部分，分界线以上是没有油的空置部分。微分运算可采用微分器完成，现有技术中实现微分功能的微分电路。在得到温度变化情况后，可采用判决器将油位分界线与预设的油位范围进行比较判别，如果该油位分界线在预设范围之外，则触发报警器报警。这里的判决过程亦可采用现有技术中的判决电路实现判别，这里不重复介绍。

本实施例提供的技术方案由红外探测器对油浸式变压器的高压套管的温度信息和图像信息进行采集，然后将采集的数据通过传输设备传输到监控主机，监控主机的检测器构建出高压套管模型后，通过积分器对高压套管模型各点温度信息进行积分，然后将积分结果输入到判决器，判决器判决后通过报警器实现报警。与现有技术相比，本实施例至少取得如下技术效果：

(1)本实施例利用红外探测技术，将异地油浸式变压器的高压套管的情况通过传输线路收集到监控主机，避免到实地查看带来的高成本、不便捷问题，实现了远距离、非接触、快速油位监测；而且，可以通过监控主机将历次采集到的信息存储起来，建立变压器运行状态的档案数据库，供电网管理人员随时调用和参考，进而为及时排除***故障、建立科学化供电管理体制提供基础。

(2)本实施例的报警器根据监控主机的判决结果可自动实现报警，特别在无人值守的变电站中，该方式加快了油浸式变压器出现异常的处理，满足了实际应用中建设自动化、智能化电网的需求。

上述实施例中监控主机获得高压套管的温度信息和图像信息后，直接对这些数据通过检测器进行边缘检测，构建高压套管模型的工作，实际上，由于变压器通常位于监控中心较远，红外探测器采集到的数据通过传输设备传输后，可能在数据中混入干扰信号，破坏数据的准确性。为此，本发明优选在对温度信息和图像信息进行处理前，先进行预处理，预处理包括滤波、消噪和/或去边框处理，滤波可采用现有技术中的滤波电路实现，消噪也可采用现有技术中的消噪器完成。

上述实施例中高压套管的温度数据经过监控主机的处理后，生成指令控制报警器是否进行报警。这种方式虽能够实现自动报警，实现自动化监测，但是，为了掌控变压器高压套管油位的变化，人们通常希望能够形象地看见套管油位情况，为此，本发明优选采用显示器对高压套管模型和油位分界线进行显示。通过本实施例通过监控主机的处理，高压套管的油位状况可实时地再现于显示器上，方便监测，有利于及时发现和预防油位异常，实现了油位变化的实时监控，适应了“早预防、早发现、早处理”的电力供电要求。

上述描述了本发明的方法实施例，相应地，本发明的还提供了油浸式变压器油位监测***的实施例。参见图2，该***实施例包括：

红外探测器201、传输设备202、监控主机203和报警器204，红外探测器201与传输设备202连接，传输设备202与监控主机203连接，监控主机203与报警器204连接，所述红外探测器201通过传输设备202将采集的高压套管的温度信息和图像信息传输给所述监控主机203，所述监控主机203包括对所述温度信息和图像信息进行边缘检测的检测器、对高压套管模型各点温度信息微分的微分器，以及判别油位分界线超过预设范围的判决器；报警器204接收到所述判决器的结果后报警。如果传输数据采用光通信模式，传输设备202可以包括光纤信号发送机2021、中继器2022、光纤信号接收机2023；如果需要将高压套管的油位变化情况实时呈现出来，上述***实施例还可以包括显示器205

本装置实施例提供的技术方案由红外探测器对油浸式变压器的高压套管的温度信息和图像信息进行采集，然后将采集的数据通过传输设备传输到监控主机，监控主机的检测器构建出高压套管模型后，通过微分器对高压套管模型各点温度信息进行微分，然后将微分结果输入到判决器，判决器判决后通过报警器实现报警。与现有技术相比，本发明实施例利用红外探测技术，将异地油浸式变压器的高压套管的情况通过传输线路收集到监控主机，避免到实地查看带来的高成本、不便捷问题。而且，通过监控主机的处理，高压套管的油位状况可实时地再现于显示器上，方便监测，有利于及时发现和预防油位异常。此外，本发明实施例的报警器根据监控主机的判决结果可自动实现报警，特别在无人值守的变电站中，该方式加快了油浸式变压器出现异常的处理。

上述方法和***实施例中，预设分界线范围可根据变压器监控人员的工作经验，设置变压器油位的上下限值。上述实施例还可以包括一个数据库，用于存在红外探测器采集的变压器的温度信息，该数据库的结构可由以下内容构成：设备ID、最高温度、平均温度、品质描述、报警上限、报警下限、是否报警、写库时间操作。***启动时，依据数据库结构建立的实时库，***采样温度数据依据实时库中设备ID把采样温度数据写入对应的设备，检查该温度是否超过报警上下限，如超过则报警。***根据写库时间周期把温度数据写入到历史数据库中，便于以后报表、曲线查看。

本发明所述的***还可为以后实现设备温度数据转发功能和变电站自动化的数据接入提供数据接口。由上述监测***的功能可见，采样温度数据的组织方式和调度自动化***方式基本一致，且已和设备建立了映射关系，根据不同调度***和通道要求，当在转发功能模块中增加相应规约，即可为变电站自动化数据接入提供便利。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种油浸式变压器油位监测方法，其特征在于，该方法包括：

红外探测器采集变压器高压套管的温度信息和图像信息；

将高压套管的温度信息和图像信息通过传输设备传输到监控主机；

监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测，得到高压套管模型；将高压套管模型各点的温度信息进行微分得到油位分界线；判断油位分界线是否在预设范围之外，如果是，则触发报警器报警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：监控主机对获得的温度信息和图像信息进行边缘检测之前进行预处理，所述预处理包括滤波、消噪和/或去边框处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对高压套管模型和油位分界线进行显示的步骤。

4.一种油浸式变压器油位监测***，其特征在于，该***包括：

红外探测器、传输设备、监控主机和报警器，所述红外探测器通过传输设备将采集的高压套管的温度信息和图像信息传输给所述监控主机，所述监控主机包括对所述温度信息和图像信息进行边缘检测的检测器、对高压套管模型各点温度信息微分的微分器，以及判别油位分界线超过预设范围的判决器；报警器接收到所述判决器的结果后报警。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述传输设备包括光纤信号发送机、中继器和光纤信号接收机。

6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***还包括对高压套管温度信息和图像信息进行滤波的滤波器和/或消噪器。

7.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述监控主机还包括对高压套管模型和油位分界线进行显示的显示装置。

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