CN111784175A - 一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法及*** - Google Patents

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CN111784175A CN202010661432.2A CN202010661432A CN111784175A CN 111784175 A CN111784175 A CN 111784175A CN 202010661432 A CN202010661432 A CN 202010661432A CN 111784175 A CN111784175 A CN 111784175A
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Abstract

本发明公开了一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法及***，可以同时监测多台变压器，通过对所监测的变压器进行编号，采集相关的指标数据，首先通过分析油色谱数据得到综合健康指数，然后通过指数故障率模型，得到变压器的故障概率和故障频度；接着建立评价指标集，得到变压器的风险严重度等级；综合故障频度和严重度等级得到变压器的综合风险等级，对变压器的潜在风险进行多级报警；本发明中的风险评估方法，基于多种传感器采集与变压器运行状态相关的多种指标参量，用于对每个变压器运行状态和环境进行风险评估，提高了风险评估的可靠性，采用多级报警方式便于维修人员及时发现存在运行风险的变压器，保证了变压器的安全运行。

Description

一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法及***
技术领域
本发明属于变压器技术领域，特别涉及一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法及***。
背景技术
随着电力事业的蓬勃发展，智能电网和泛在电力物联网的建设，配电变压器作为电网中重要的变电设备，其运行的可靠性决定了电网的稳定性。配电变压器由于自身结构和复杂的运行环境，事故率一直较高。为了避免变压器事故带来的巨大经济损失和安全隐患，有必要对变压器的运行状态进行评估，通过有效的监测和数据分析手段来预防变压器事故的发生。
目前国内外的变压器风险评估技术主要是针对大型变压器设计，通过对变压器的历史运行数据进行评估，建立相关的故障率模型，从而得到变压器的故障率，然后对风险后果进行量化，从而完成对变压器的风险评估。由于缺乏变压器的实时运行数据，以及评估状态量的单一化，导致风险评估的结果存在较大偏差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法及***，可以同时对多个配电变压器进行监测，可长期对变压器的状态信息进行分析，对变压器潜在的风险进行预测，预防配电变压器发生故障，保障配电变压器安全运行。
为实现上述目的，所述基于多源信息的配电变压器风险评估方法包括：
步骤一：对多台配电变压器进行单项编号，每个变压器分别由副信号线连接至总信号线上将信号传到主机；
步骤二：利用温湿度传感器检测每个变压器所在环境温湿度数据；利用油色谱分析仪检测每个变压器的油色谱数据；利用绕组温度计检测每个变压器的绕组热点温度数据；利用电流互感器检测每个变压器运行电流；利用振动传感器检测每个变压器振动信号；利用超声传感器检测每个变压器的局部放电超声波信号；
步骤三：对变压器的油色谱实时监测数据进行评估，得到变压器的综合健康指数；
步骤四：根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级；
步骤五：建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级；对变压器的绕组热点温度、振动、铁芯接地电流和局部放电超声信号的实时监测数据进行分析，得到变压器的故障类型；
步骤六：结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器的综合风险等级；利用蜂鸣器进行多级报警；利用LED显示器显示变压器风险评估***界面，显示变压器的实时环境温湿度、油色谱、绕组热点温度、电流、振动信号和局部放电超声信号等数据信息，以及变压器的风险值、风险等级和对应出现的故障类型。
按上述方案，所述步骤二中，所得各项检测数据将传入主机进行储存和处理。
按上述方案，所述步骤三中，对变压器的油色谱实时监测数据进行评估，得到变压器的综合健康指数的方法如下：
油中溶解气体的绝对产气速率计算公式：
Figure BDA0002578712590000021
式中，γα表示绝对产气速率，mL/天；Ci,2和Ci,1分别表示第二次和第一次取样的油中某气体浓度，μL/L；Δt表示两次取样的时间间隔中的实际运行时间，天；m表示设备总油量，t；ρ表示油的密度，t/m3；
计算氢气、乙炔、总烃、一氧化碳和二氧化碳的绝对产气速率，得到相应的状态指数，绝对产气速率对应的状态指数如表1所示；
表1绝对产气速率对应的的状态指数
Figure BDA0002578712590000022
通过变压器的通过变压器的氢气状态指数指H1、乙炔状态指数H2、总烃状态指数指H3、一氧化碳状态指数H4和二氧化碳状态指数H5得到变压器的综合健康指数H，取值范围为[0,100]：
得到变压器的综合健康指数H：
H＝(H1+H2+H3+H4+H5)α
其中：α为变压器的内绝缘状态，变压器的内绝缘状态分为5个等级，即优良状态、良好状态、一般状态、劣化状态、严重状态，分别取值为α＝{0.15,0.4,0.6,0.8,1}。
按上述方案，所述步骤四中，根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级的方法如下：
故障概率和综合健康指数之间的数学模型为：
p＝KeHC
其中，K为比例系数，C为曲率系数，通过变压器的历史运行数据求取；
由计算可得变压器各部位故障概率，将变压器故障频度分为4个等级，如表2所示。
表2故障频度等级
故障频度 故障概率P
可能 P≥0.15
偶尔 0.05≤P<0.15
极少 0.02≤P<0.05
可忽略 p<0.02
按上述方案，所述步骤五中，建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级的方法如下：
设定变压器风险严重度的评价指标集U＝{u1，u2，u3}＝{资产损失，环境影响，安全损失}，评语集为V＝{v1，v2，v3}，如表3所示。根据最大隶属度原则，选择评价集中最大的等级vj作为变压器严重度等级。
表3严重度等级
Figure BDA0002578712590000031
按上述方案，所述步骤五中，对变压器的绕组热点温度、振动、铁芯接地电流和局部放电超声信号的实时监测数据进行分析，得到变压器的故障类型的方法如下：
(1)对绕组热点温度的分析：当绕组温度计检测到的绕组热点温度超过85℃，***报警，故障类型为绕组故障；
(2)对振动信号的分析：把变压器在最大负载条件下正常运行时的振动最大值设置为阈值，当实时监测量的振动值大于这个阈值的时候，***报警，故障类型为铁芯故障或绕组故障；
(3)对铁芯接地电流的分析：本***选用穿心式坡莫合金的传感器来采集铁芯接地电流，当铁芯接地电流大于0.1A，***报警，故障类型为铁芯接地故障；
(4)对局部放电超声信号的分析：检测局部放电信号频带为20～200kHz的幅值图谱，与正常运行的幅值图谱相比，幅值发生较大变化时，***报警，故障类型为绝缘介质故障。
按上述方案，所述步骤六中，结合变压器故障率等级和风险严重度等级，结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器综合风险等级的方法如下：
根据故障率等级和严重度等级，构造变压器风险评估矩阵，如表4所示，最终得到变压器的综合风险等级；
表4变压器风险评估矩阵表
Figure BDA0002578712590000041
表中A、B、C和D分别代表变压器的良好、注意、异常和严重四种运行状态；
良好：不进行报警；
注意：进行一级报警，加强运行监视；
异常：进行二级报警，适时安排停电检修；
严重：进行三级报警，尽快安排停电检修。
本发明提供一种基于多源信息的配电变压器风险评估***，其特征在于，所述检测***包括：
电源模块为50Hz的220V交流电源和分布式电源模块，用于多个变压器装置内部各器件、传感器供电；
信号检测模块，包括温湿度传感器、油色谱分析仪、电压电流互感器、绕组温度计、振动传感器、超声传感器和抗干扰铁芯；
数据处理模块，包括传感器边缘处理和主机集中处理，传感器边缘处理为各传感器就地处理该传感器采集到的数据，并向主机发送处理后的数据，主机集中处理包括风险计算和故障类型诊断；
通信模块，包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块主要用于信号总线与信号副线的一对多通信及现场数据读取，无线通信模块用于手持终端实时监测与后台通信，实现变压器状态的远程监测和在线风险评估；
输出模块，包括存储模块和报警模块，存储模块由数据存储器组成，对运行数据、风险评估结果和相关波形图等进行存储，报警模块包括LED显示器和蜂鸣器，LED显示器用于传感器运行状态显示，蜂鸣器用于变压器风险评估分级报警。
本发明具有如下优点：
本发明基于多种传感器采集与配电变压器运行状态相关的多种指标参量，包括电流、电压、超声局放、异常振动、绕组热点温度、振动信号等状态信息，可同时对多个配电变压器运行状态和环境进行实时监测，并且可根据用户需求增加或减少传感器数量；本发明利用油色谱数据和绝缘状态得到综合健康指数，继而得到变压器的故障概率和故障频度等级，同时分析多种监测数据得到故障类型；建立变压器风险后果评价集，采用多层次模糊分析法，得出变压器风险严重度等级，并结合故障频度等级与风险严重度等级，得到变压器的风险等级；利用蜂鸣器对每台变压器进行多级报警，可提高对变压器风险评估的准确度，能对实际工程提供有效帮助；本***具有监测精度高、兼容性强、经济成本低的优点，便于维修人员及时发现变压器所存在的问题，保证变压器运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明中基于多源信息的配电变压器风险评估方法流程图；
图2为本发明中风险评估***的工作流程图；
图3为本发明中风险评估***的结构示意图；
其中1-温湿度传感器，2-绕组温度计，3-超声传感器，4-振动传感器，5-终端，6-抗干扰铁芯，7-电源总线，8-蜂鸣器，9-LORA通信模块，10-主机，11-LED显示，12-油色谱分析仪，13-电压电流互感器，14-配电变压器本体，15-数据存储器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明；
本发明一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，包括以下不走：
步骤一：对多个配电变压器进行单项编号，每个变压器分别由副信号线连接至总信号线上将信号传到主机10；
定义多个配电变压器单项编号为001，002，003，004，005，……。
步骤二：利用温湿度传感器1检测每个变压器14所在环境温湿度数据；利用绕组温度计2检测每个变压器绕组热点温度数据；利用电流互感器13检测每个变压器运行电流；利用振动传感器4检测每个变压器振动信号；利用超声传感器6检测每个变压器的局部放电超声波信号；利用油色谱分析仪12检测每个变压器的油色谱数据；
步骤三：对变压器的油色谱实时监测数据进行评估，得到变压器的综合健康指数；
步骤四：根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级；
步骤五：建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级；对变压器的绕组热点温度、振动、铁芯接地电流和局部放电超声信号的实时监测数据进行分析，得到变压器的故障类型；
步骤六：结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器的综合风险等级；利用蜂鸣器进行多级报警；利用LED显示器显示变压器风险评估***界面，显示变压器的实时环境温湿度、油色谱、绕组热点温度、电流、振动信号和局部放电超声信号等数据信息，以及变压器的风险值、风险等级和对应出现的故障类型。
步骤三所述，对变压器的油色谱实时监测数据进行分析，得到综合健康指数的方法如下：
(1)计算油中溶解气体的绝对产气速率
油中溶解气体的绝对产气速率计算公式：
Figure BDA0002578712590000061
式中，γα表示绝对产气速率，mL/天；Ci,2和Ci,1分别表示第二次和第一次取样的油中某气体浓度，μL/L；Δt表示两次取样的时间间隔中的实际运行时间，天；m表示设备总油量，t；ρ表示油的密度，t/m3；
计算氢气、乙炔、总烃、一氧化碳和二氧化碳的绝对产气速率，得到相应的状态指数，绝对产气速率对应的状态指数如表1所示；
表1绝对产气速率对应的的状态指数
Figure BDA0002578712590000062
Figure BDA0002578712590000071
(2)计算综合健康指数
通过变压器的通过变压器的氢气状态指数指H1、乙炔状态指数H2、总烃状态指数指H3、一氧化碳状态指数H4和二氧化碳状态指数H5得到变压器的综合健康指数H，取值范围为[0,100]：
得到变压器的综合健康指数H：
H＝(H1+H2+H3+H4+H5)α
其中：α为变压器的内绝缘状态，变压器的内绝缘状态分为5个等级，即优良状态、良好状态、一般状态、劣化状态、严重状态，分别取值为α＝{0.15,0.4,0.6,0.8,1}。
步骤四所述，根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级的方法如下：
故障概率和综合健康指数之间的数学模型为：
p＝KeHC
其中，K为比例系数，C为曲率系数，通过变压器的历史运行数据求取；
由计算可得变压器各部位故障概率，将变压器故障频度分为4个等级，如表2所示。
表2故障频度等级
故障频度 故障概率P
可能 P≥0.15
偶尔 0.05≤P<0.15
极少 0.02≤P<0.05
可忽略 p<0.02
步骤五所述，建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级的方法如下：
设定变压器风险严重度的评价指标集U＝{u1，u2，u3}＝{资产损失，环境影响，安全损失}，评语集为V＝{v1，v2，v3}，如表3所示。根据最大隶属度原则，选择评价集中最大的等级vj作为变压器严重度等级。
表3严重度等级
Figure BDA0002578712590000072
Figure BDA0002578712590000081
步骤五所述，对变压器的绕组热点温度、振动、铁芯接地电流和局部放电超声信号的实时监测数据进行分析，得到变压器的故障类型的方法如下：
(1)对绕组热点温度的分析：当绕组温度计检测到的绕组热点温度超过85℃，***报警，故障类型为绕组故障；
(2)对振动信号的分析：把变压器在最大负载条件下正常运行时的振动最大值设置为阈值，当实时监测量的振动值大于这个阈值的时候，***报警，故障类型为铁芯故障或绕组故障；
(3)对铁芯接地电流的分析：本***选用穿心式坡莫合金的传感器来采集铁芯接地电流，当铁芯接地电流大于0.1A，***报警，故障类型为铁芯接地故障；
(4)对局部放电超声信号的分析：本发明实施例中变压器风险评估***一共装设了3个变压器超声局放传感器，将每个传感器采集到的超声信号变换到20～200kHz的有效频段内得到幅值图谱，与正常运行的幅值图谱相比，幅值发生较大变化时，***报警，故障类型为绝缘介质故障。
步骤六所述，结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器的综合风险等级的方法如下：
根据故障率等级和严重度等级，构造变压器风险评估矩阵，如表4所示，最终得到变压器的综合风险等级；
表4变压器风险评估矩阵表
Figure BDA0002578712590000082
表中A、B、C和D分别代表变压器的良好、注意、异常和严重四种运行状态；
良好：不进行报警；
注意：进行一级报警，加强运行监视；
异常：进行二级报警，适时安排停电检修；
严重：进行三级报警，尽快安排停电检修。
本发明提供一种基于多源信息的配电变压器风险评估***，该检测***包括：
电源模块为50Hz的220V交流电源和分布式电源模块，用于多个变压器装置内部各器件、传感器供电；
信号检测模块，包括温湿度传感器1、油色谱分析仪12、电压电流互感器13、绕组温度计2、振动传感器4、超声传感器3和抗干扰铁芯6；
数据处理模块，包括传感器边缘处理和主机集中处理，传感器边缘处理为各传感器就地处理该传感器采集到的数据，并向主机发送处理后的数据，主机集中处理包括风险计算和故障类型诊断；
通信模块，包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块主要用于信号总线与信号副线的一对多通信及现场数据读取，无线通信模块用于手持终端实时监测与后台通信，实现变压器状态的远程监测和在线风险评估；
输出模块，包括存储模块和报警模块，存储模块由数据存储器14组成，对运行数据、风险评估结果和相关波形图等进行存储，报警模块包括LED显示器11和蜂鸣器8，LED11显示器用于传感器运行状态显示，蜂鸣器8用于变压器风险评估分级报警。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权力要求为准。
算例分析
以某油气平台一台容量为800kVA的配电变压器为例进行分析。运行检测数据如表4所示，前后一天提取油中溶解气体的数据如表5所示，严重度评价表如表6所示，变压器油的密度为895kg/m3，总油量为685kg，内绝缘状态为良好状态，比例系数K＝0.13069，曲率系数C＝-0.071，变压器发生故障时的资产损失属于重大变压器设备损坏事故，造成的环境影响为轻度污染，安全损失为一般人身事故。
表4配电变压器数据
Figure BDA0002578712590000091
Figure BDA0002578712590000101
表5油中溶解气体含量
Figure BDA0002578712590000102
诊断过程如下：
(1)计算绝对产气速率：
氢气：
Figure BDA0002578712590000103
乙炔：
Figure BDA0002578712590000104
总烃：
Figure BDA0002578712590000105
一氧化碳：
Figure BDA0002578712590000106
二氧化碳：
Figure BDA0002578712590000107
(2)综合健康指数：
按照表1，可以得到氢气状态指数指H1、乙炔状态指数H2、总烃状态指数指H3、一氧化碳状态指数H4和二氧化碳状态指数H5分别为：3，8，3.5，6，7.8。
综合健康指数H＝(H1+H2+H3+H4+H5)α＝28.3*0.4＝11.32
(3)故障概率和故障频度：
p＝KeHC＝0.13069e11.32*0.071＝5.87％
根据表2，当0.05≤P<0.15时，对应的故障频度为偶尔。
(4)建立评价集，得到严重度等级：
设定变压器风险严重度的评价指标集U＝{u1，u2，u3}＝{资产损失，环境影响，安全损失}，评语集为V＝{v1，v2，v3}，根据已知，评价集V＝{二级，一级，二级}，根据最大隶属度原则，最终严重度等级为二级。
(5)分析监测数据，得到可能的故障类型：
依据国家标准规定及同型号变压器正常运行参数范围，确定指标阈值如表6所示。
表6参数阈值表
指标 阈值
热点绕组温度(℃) 85
振动信号幅值(V) 2
超声信号幅值(mV) 30
铁芯接地电流(A) 0.1A
绕组温度计检测到的绕组热点温度未超过85℃，正常；铁芯接地电流0.07A小于0.1A，正常；超声信号幅值为3.47mV小于30mV,正常；振动信号幅值为2.1V大于2V，变压器可能存在铁芯故障或者绕组故障；
综上，该变压器的故障概率是5.87％，故障频度等级是偶尔，严重度等级是二级，可能的故障类型是铁芯故障或绕组故障，综合风险等级为异常，蜂鸣器进行二级报警，适时安排停电检修。

Claims (8)

1.一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于，所述基于多源信息的配电变压器风险评估方法包括：
步骤一：对多台配电变压器进行单项编号，每个变压器分别由副信号线连接至总信号线上将信号传到主机；
步骤二：利用温湿度传感器检测每个变压器所在环境温湿度数据；利用油色谱分析仪检测每个变压器的油色谱数据；利用绕组温度计检测每个变压器的绕组热点温度数据；利用电流互感器检测每个变压器运行电流；利用振动传感器检测每个变压器振动信号；利用超声传感器检测每个变压器的局部放电超声波信号；
步骤三：对变压器的油色谱实时监测数据进行评估，得到变压器的综合健康指数；
步骤四：根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级；
步骤五：建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级；对变压器的绕组热点温度、振动、铁芯接地电流和局部放电超声信号的实时监测数据进行分析，得到变压器的故障类型；
步骤六：结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器的综合风险等级；利用蜂鸣器进行多级报警；利用LED显示器显示变压器风险评估***界面，显示变压器的实时环境温湿度、油色谱、绕组热点温度、电流、振动信号和局部放电超声信号等数据信息，以及变压器的风险值、风险等级和对应出现的故障类型。
2.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤二中，所得各项检测数据将传入主机进行储存和处理。
3.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤三所述，对变压器的油色谱实时监测数据进行分析，得到综合健康指数的方法如下：
油中溶解气体的绝对产气速率计算公式：
Figure FDA0002578712580000011
式中，γα表示绝对产气速率，mL/天；Ci,2和Ci,1分别表示第二次和第一次取样的油中某气体浓度，μL/L；Δt表示两次取样的时间间隔中的实际运行时间，天；m表示设备总油量，t；ρ表示油的密度，t/m3；
计算氢气、乙炔、总烃、一氧化碳和二氧化碳的绝对产气速率，得到相应的状态指数，绝对产气速率对应的状态指数如表1所示；
表1绝对产气速率对应的的状态指数
Figure FDA0002578712580000021
通过变压器的氢气状态指数指H1、乙炔状态指数H2、总烃状态指数指H3、一氧化碳状态指数H4和二氧化碳状态指数H5得到变压器的综合健康指数H，取值范围为[0,100]：
H＝(H1+H2+H3+H4+H5)α
其中：α为变压器的内绝缘状态，变压器的内绝缘状态分为5个等级，即优良状态、良好状态、一般状态、劣化状态、严重状态，分别取值为α＝{0.15,0.4,0.6,0.8,1}。
4.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤四所述，根据变压器的综合健康指数和采用的故障率模型，计算出变压器的故障概率和故障频度等级的方法如下：
故障概率和综合健康指数之间的数学模型为：
p＝KeHC
其中，K为比例系数，C为曲率系数，通过变压器的历史运行数据求取；
由计算可得变压器各部位故障概率，将变压器故障频度分为4个等级，如表2所示。
表2故障频度等级
故障频度 故障概率P 可能 P≥0.15 偶尔 0.05≤P<0.15 极少 0.02≤P<0.05 可忽略 p<0.02
5.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤五所述，建立变压器风险后果评价集，得出变压器风险严重度等级的方法如下：
设定变压器风险严重度的评价指标集U＝{u1，u2，u3}＝{资产损失，环境影响，安全损失}，评语集为V＝{v1，v2，v3}，如表3所示。根据最大隶属度原则，选择评价集中最大的等级vj作为变压器严重度等级。
表3严重度等级
Figure FDA0002578712580000031
6.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤五所述，分析各类监测数据得到变压器的故障类型的方法如下：
(1)对绕组热点温度的分析：当绕组温度计检测到的绕组热点温度超过85℃，***报警，故障类型为绕组故障；
(2)对振动信号的分析：把变压器在最大负载条件下正常运行时的振动最大值设置为阈值，当实时监测量的振动值大于这个阈值的时候，***报警，故障类型为铁芯故障或绕组故障；
(3)对铁芯接地电流的分析：本***选用穿心式坡莫合金的传感器来采集铁芯接地电流，当铁芯接地电流大于0.1A，***报警，故障类型为铁芯接地故障；
(4)对局部放电超声信号的分析：检测局部放电信号频带为20～200kHz的幅值图谱，与正常运行的幅值图谱相比，幅值发生较大变化时，***报警，故障类型为绝缘介质故障。
7.如权利要求1所述的一种基于多源信息的配电变压器风险评估方法，其特征在于：步骤六所述，结合变压器故障率等级和风险严重度等级，得出变压器综合风险等级的方法如下：
根据故障率等级和严重度等级，构造变压器风险评估矩阵，如表4所示，最终得到变压器的综合风险等级；
表4变压器风险评估矩阵表
Figure FDA0002578712580000032
Figure FDA0002578712580000041
表中A、B、C和D分别代表变压器的良好、注意、异常和严重四种运行状态；
良好：不进行报警；
注意：进行一级报警，加强运行监视；
异常：进行二级报警，适时安排停电检修；
严重：进行三级报警，尽快安排停电检修。
8.一种基于多源信息的配电变压器风险评估***，其特征在于，所述检测***包括：
电源模块为50Hz的220V交流电源和分布式电源模块，用于多个变压器装置内部各器件、传感器供电；
信号检测模块，包括温湿度传感器、油色谱分析仪、电压电流互感器、绕组温度计、振动传感器、超声传感器和抗干扰铁芯；
数据处理模块，包括传感器边缘处理和主机集中处理，传感器边缘处理为各传感器就地处理该传感器采集到的数据，并向主机发送处理后的数据，主机集中处理包括风险计算和故障类型诊断；
通信模块，包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块主要用于信号总线与信号副线的一对多通信及现场数据读取，无线通信模块用于手持终端实时监测与后台通信，实现变压器状态的远程监测和在线风险评估；
输出模块，包括存储模块和报警模块，存储模块由数据存储器组成，对运行数据、风险评估结果和相关波形图等进行存储，报警模块包括LED显示器和蜂鸣器，LED显示器用于传感器运行状态显示，蜂鸣器用于变压器风险评估分级报警。
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Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112686408A (zh) * 2021-01-07 2021-04-20 中海石油(中国)有限公司 基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法
CN112880740A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 上海迈内能源科技有限公司 变压器运行状态在线监测***及其多参量智能传感器
CN113033018A (zh) * 2021-04-15 2021-06-25 西南石油大学 一种基于综合状态评估的gis维修决策智能推荐方法
CN113378901A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 国网上海市电力公司 一种基于kfcm聚类分析和pmu装置的主动配电网预想故障集筛选方法
CN113450014A (zh) * 2021-07-14 2021-09-28 上海海事大学 一种设备运行动态风险分类方法
CN113589199A (zh) * 2021-06-28 2021-11-02 国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂 一种变压器状态评估方法
CN114023540A (zh) * 2021-11-08 2022-02-08 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器升高座及套管的监测方法、装置、设备及存储介质
CN114142468A (zh) * 2021-12-01 2022-03-04 重庆锦禹云能源科技有限公司 一种配电变台的异常监控和运维***及方法
CN114252724A (zh) * 2022-03-02 2022-03-29 山东和兑智能科技有限公司 变压器智能检测方法与检测***
CN114264981A (zh) * 2021-11-12 2022-04-01 上海电力大学 基于云边融合的区域电网电力变压器健康状态评估***
CN114325493A (zh) * 2021-12-07 2022-04-12 山东和兑智能科技有限公司 基于多维度关联和综合诊断的变压器状态评价方法
CN114418383A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 青岛方维智能科技有限公司 一种工业机器人的健康风险评估方法、装置、介质和设备
CN114444859A (zh) * 2021-12-23 2022-05-06 黄河水利水电开发集团有限公司 一种发电机-变压器组设备健康状态评估方法
CN114511245A (zh) * 2022-02-24 2022-05-17 国电南瑞科技股份有限公司 一种集控***的多变压器状态多维评估展示方法、***、存储介质及计算设备
CN114943463A (zh) * 2022-06-02 2022-08-26 西南石油大学 一种配电网节能技措评估方法
CN114997726A (zh) * 2022-06-30 2022-09-02 精效悬浮(苏州)科技有限公司 一种氮气鼓风机的稳定性能评估方法及***
CN115563528A (zh) * 2022-11-25 2023-01-03 四川飞宇电力股份有限公司 变压器维修设备控制方法、电子设备和介质
CN115683230A (zh) * 2022-11-17 2023-02-03 广东电网有限责任公司 油浸式变压器故障检测方法、装置、设备、介质及***
CN115856709A (zh) * 2023-03-03 2023-03-28 深圳市鸿明机电有限公司 一种电力设备的传感器的数据处理方法
CN115936535A (zh) * 2023-01-10 2023-04-07 佰聆数据股份有限公司 一种电力变压器的使用周期提升方法、装置、设备及介质
CN117074824A (zh) * 2023-08-17 2023-11-17 东莞市港龙电源设备有限公司 一种变压器保护***的检验***及方法
CN117079441A (zh) * 2023-10-16 2023-11-17 合肥工业大学 一种基于变电站变压器物理状态的火灾预警方法
CN117079926A (zh) * 2023-08-03 2023-11-17 广东省建工设计院有限公司 一种插接式物联干式变压器及健康度评估方法
CN117172555A (zh) * 2023-11-02 2023-12-05 合肥优尔电子科技有限公司 一种电网风险预警通知单智能生成***
CN117408514A (zh) * 2023-10-25 2024-01-16 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 基于多参数传感器的智能运维变电站监测预警***及方法
CN117761419A (zh) * 2023-11-15 2024-03-26 淮阴工学院 一种变压器用运行状态监测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289829A (zh) * 2020-03-18 2020-06-16 西南石油大学 一种基于多源信息融合的配电变压器在线监测方法及***

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289829A (zh) * 2020-03-18 2020-06-16 西南石油大学 一种基于多源信息融合的配电变压器在线监测方法及***

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁志锋: "智能变压器状态在线监测***的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *
国家电力公司发输电运营部: "《供电生产常用指导性技术文件及标准 第二册 变压器类设备（上册）》", 31 December 2003 *
张镱议: "基于运行状态和寿命评估的电力变压器全寿命周期检修决策研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112686408A (zh) * 2021-01-07 2021-04-20 中海石油(中国)有限公司 基于多源信息融合以及风险评估的变压器检修决策方法
CN112880740A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 上海迈内能源科技有限公司 变压器运行状态在线监测***及其多参量智能传感器
CN113033018A (zh) * 2021-04-15 2021-06-25 西南石油大学 一种基于综合状态评估的gis维修决策智能推荐方法
CN113378901A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 国网上海市电力公司 一种基于kfcm聚类分析和pmu装置的主动配电网预想故障集筛选方法
CN113378901B (zh) * 2021-05-31 2024-06-07 国网上海市电力公司 一种基于kfcm聚类分析和pmu装置的主动配电网预想故障集筛选方法
CN113589199A (zh) * 2021-06-28 2021-11-02 国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂 一种变压器状态评估方法
CN113450014A (zh) * 2021-07-14 2021-09-28 上海海事大学 一种设备运行动态风险分类方法
CN113450014B (zh) * 2021-07-14 2024-04-05 上海海事大学 一种设备运行动态风险分类方法
CN114023540A (zh) * 2021-11-08 2022-02-08 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器升高座及套管的监测方法、装置、设备及存储介质
CN114023540B (zh) * 2021-11-08 2023-11-17 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器升高座及套管的监测方法、装置、设备及存储介质
CN114264981B (zh) * 2021-11-12 2024-04-26 上海电力大学 基于云边融合的区域电网电力变压器健康状态评估***
CN114264981A (zh) * 2021-11-12 2022-04-01 上海电力大学 基于云边融合的区域电网电力变压器健康状态评估***
CN114142468A (zh) * 2021-12-01 2022-03-04 重庆锦禹云能源科技有限公司 一种配电变台的异常监控和运维***及方法
CN114325493B (zh) * 2021-12-07 2024-04-02 山东和兑智能科技有限公司 基于多维度关联和综合诊断的变压器状态评价方法
CN114325493A (zh) * 2021-12-07 2022-04-12 山东和兑智能科技有限公司 基于多维度关联和综合诊断的变压器状态评价方法
CN114444859A (zh) * 2021-12-23 2022-05-06 黄河水利水电开发集团有限公司 一种发电机-变压器组设备健康状态评估方法
CN114418383A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 青岛方维智能科技有限公司 一种工业机器人的健康风险评估方法、装置、介质和设备
CN114511245A (zh) * 2022-02-24 2022-05-17 国电南瑞科技股份有限公司 一种集控***的多变压器状态多维评估展示方法、***、存储介质及计算设备
CN114252724A (zh) * 2022-03-02 2022-03-29 山东和兑智能科技有限公司 变压器智能检测方法与检测***
CN114943463A (zh) * 2022-06-02 2022-08-26 西南石油大学 一种配电网节能技措评估方法
CN114943463B (zh) * 2022-06-02 2024-04-26 西南石油大学 一种配电网节能技措评估方法
CN114997726B (zh) * 2022-06-30 2024-04-09 精效悬浮(苏州)科技有限公司 一种氮气鼓风机的稳定性能评估方法及***
CN114997726A (zh) * 2022-06-30 2022-09-02 精效悬浮(苏州)科技有限公司 一种氮气鼓风机的稳定性能评估方法及***
CN115683230A (zh) * 2022-11-17 2023-02-03 广东电网有限责任公司 油浸式变压器故障检测方法、装置、设备、介质及***
CN115683230B (zh) * 2022-11-17 2024-03-29 广东电网有限责任公司 油浸式变压器故障检测方法、装置、设备、介质及***
CN115563528A (zh) * 2022-11-25 2023-01-03 四川飞宇电力股份有限公司 变压器维修设备控制方法、电子设备和介质
CN115936535B (zh) * 2023-01-10 2023-06-30 佰聆数据股份有限公司 一种电力变压器的使用周期提升方法、装置、设备及介质
CN115936535A (zh) * 2023-01-10 2023-04-07 佰聆数据股份有限公司 一种电力变压器的使用周期提升方法、装置、设备及介质
CN115856709A (zh) * 2023-03-03 2023-03-28 深圳市鸿明机电有限公司 一种电力设备的传感器的数据处理方法
CN117079926A (zh) * 2023-08-03 2023-11-17 广东省建工设计院有限公司 一种插接式物联干式变压器及健康度评估方法
CN117079926B (zh) * 2023-08-03 2024-05-17 广东省建工设计院有限公司 一种插接式物联干式变压器及健康度评估方法
CN117074824B (zh) * 2023-08-17 2024-03-22 东莞市港龙电源设备有限公司 一种变压器保护***的检验***及方法
CN117074824A (zh) * 2023-08-17 2023-11-17 东莞市港龙电源设备有限公司 一种变压器保护***的检验***及方法
CN117079441B (zh) * 2023-10-16 2024-03-12 合肥工业大学 一种基于变电站变压器物理状态的火灾预警方法
CN117079441A (zh) * 2023-10-16 2023-11-17 合肥工业大学 一种基于变电站变压器物理状态的火灾预警方法
CN117408514A (zh) * 2023-10-25 2024-01-16 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 基于多参数传感器的智能运维变电站监测预警***及方法
CN117172555B (zh) * 2023-11-02 2024-01-19 合肥优尔电子科技有限公司 一种电网风险预警通知单智能生成***
CN117172555A (zh) * 2023-11-02 2023-12-05 合肥优尔电子科技有限公司 一种电网风险预警通知单智能生成***
CN117761419A (zh) * 2023-11-15 2024-03-26 淮阴工学院 一种变压器用运行状态监测方法

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