CN114264982A - 一种变压器巡检*** - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力技术领域，提供了一种变压器巡检***，包括：多个状态传感器和巡检管理平台；巡检管理平台用于控制变压器巡检***运行于第一巡检模式；在第一巡检模式下，各个状态传感器分别以各自对应的采样周期采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台；巡检管理平台判断各个状态传感器采集的运行状态信息是否异常，若某个状态传感器采集的运行状态信息异常，则控制变压器巡检***运行于第二巡检模式；在第二巡检模式下，该异常的状态传感器以及相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台，以使巡检管理平台对目标变压器进行故障分析。本发明能够有效提高变压器故障监测的准确率。

Description

一种变压器巡检***

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种变压器巡检***。

背景技术

在电力***中，大型电力变压器是输电过程中的核心设备，也是最昂贵、复杂和重要的设备，一旦电力变压器发生故障，可能造成突发性大面积停电，甚至引起***、火灾等事故，造成严重损失。

传统的防止变压器故障发生的主要手段通常为人工巡检方式，该方式浪费大量人力且不能及时发现故障情况。目前，虽然有很多基于输变电物联网技术的变压器监测***实现了对变压器运行状态信息的实时监测，但由于部分异常的监测数据可能是由于传感器采集异常引起的，并非变压器本身发生了故障，导致***容易发生误判，降低了变压器故障监测的准确率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种变压器巡检***，以解决现有技术中的变压器监测***容易发生误判的问题。

本发明实施例提供了一种变压器巡检***，包括：

多个状态传感器和巡检管理平台；

巡检管理平台用于控制变压器巡检***运行于第一巡检模式；其中，在第一巡检模式下，各个状态传感器分别以各自对应的采样周期采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台；

巡检管理平台判断各个状态传感器采集的运行状态信息是否异常，若某个状态传感器采集的运行状态信息异常，则控制变压器巡检***运行于第二巡检模式；其中，在第二巡检模式下，该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台，以使巡检管理平台对目标变压器进行故障分析。

可选的，多个状态传感器为相同类型的状态传感器；

巡检管理平台具体用于：

将该异常的状态传感器之外的其它状态传感器均确定为与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

可选的，多个状态传感器为不同类型的状态传感器；

巡检管理平台具体用于：

根据预设的关联规则确定与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

可选的，巡检管理平台具体用于：

分别判断各个状态传感器采集的运行状态信息是否处于各个状态传感器对应的预设区间内，若某个状态传感器采集的运行状态信息不处于该状态传感器对应的预设区间内，则判断该状态传感器采集的运行状态信息异常。

可选的，巡检管理平台具体用于：

向该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器发送采样周期和同步脉冲，以控制该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息。

可选的，巡检管理平台具体用于：

根据该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集的目标变压器的运行状态信息，判断目标变压器是否发生故障；

以及，在目标传感器发生故障时确定故障类型和故障位置。

可选的，巡检管理平台还用于：

在判断目标传感器发生故障后对目标变压器进行故障报警，并根据故障分析结果生成目标变压器的故障分析报告。

可选的，多个状态传感器包括以下传感器中的至少一种：

油温传感器、高频局放传感器、超声局放传感器、有载开关电流传感器、有载开关振动传感器、铁芯接地电流传感器和少油设备压力传感器。

可选的，巡检管理平台与各个状态传感器之间均通过无线通信方式进行数据传输。

可选的，变压器巡检***还包括：

环境信息传感器；

环境信息传感器用于监测目标变压器所在区域的环境信息并发送至巡检管理平台，以使巡检管理平台根据环境信息进行危险预警；

环境信息传感器包括以下传感器中的至少一种：

气象传感器、环境温湿度传感器和视频监测器。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施例的变压器巡检***采用多个状态传感器分别对变压器的各个运行状态信息进行周期性监测，当发现某个状态传感器监测的运行状态信息异常时，通过同步获取该状态传感器以及相关联状态传感器的监测数据，综合分析变压器故障，可有效避免由状态传感器采集异常引起的误判。并且，变压器巡检***仅在发现数据异常时控制相关状态传感器进行同步采集，正常时不进行同步动作，还能在确保及时发现故障的同时降低***功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的变压器巡检***的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的边缘计算装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

由于变压器处于电网的中心位置，运行环境复杂，时常遭受各种不良运行工况的冲击，更加容易发生故障。因此，电力企业必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。目前，防止和减少变压器故障和事故发生主要采取的手段为传统的人工巡检方式，其存在以下不足：

(1)人员巡检成本过高，运行实施困难且不易推广；

(2)人员技术水平参差不齐，难以消除巡检工作中人为因素的影响；

(3)在异常天气工况下不能及时检测；

(4)现场大量测点过高或接近高压部位，对巡检人员的安全带来挑战；

(5)同一时刻只能巡检单一数据，无法同时获取多种数据，并进行多数据的融合分析，也无法进行远程的专家协助诊断分析。

随着物联网技术与移动技术迅速发展，基于输变电物联网的边缘计算装置在物联网电力***中发挥着愈发重要的作用，并且作为支撑全局的基础性环节，为输变电设备的状态监测和数据分析等各类上层应用的高效运行提供了可靠的保障，成为了物联网电力***里的一个关键的组成部分。本发明实施例考虑现有变压器监测***的不足，设计了一种基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，能够代替传统的人工巡检方式，实现巡检数据的自动采集和实时上传，且提高了故障监测的准确率、缩短了故障处理的时间，对提高巡检效率以及保障变压器的安全运行具有重要意义。

参见图1所示，本发明实施例提供的变压器巡检***包括：

巡检管理平台10和多个状态传感器11。

巡检管理平台11用于控制变压器巡检***运行于第一巡检模式，在第一巡检模式下，各个状态传感器11分别以各自对应的采样周期采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台10。

巡检管理平台10判断各个状态传感器11采集的运行状态信息是否异常，若某个状态传感器11采集的运行状态信息异常，则控制变压器巡检***运行于第二巡检模式，在第二巡检模式下，该异常的状态传感器11以及与该异常的状态传感器11相关的状态传感器11同步采集目标变压器的运行状态信息并发送至巡检管理平台10，以使巡检管理平台10对目标变压器进行故障分析。

首先对本发明实施例的变压器巡检***的整体架构进行介绍：

变压器巡检***从层次结构上可分为状态感知层、网络层和平台层。如图1，状态感知层包括各个状态传感器11，各个状态传感器11被分别部署在变压器的相应位置，以对变压器的运行状态信息进行监测。平台层为巡检管理平台10，其被部署在边缘计算装置中，各个状态传感器11的检测数据可以通过汇聚节点进行汇聚并发送给边缘计算装置中的巡检管理平台10，巡检管理平台10也可以发送控制指令给各个状态传感器11，以对各个状态传感器11进行控制。巡检管理平台10还可以与上位机进行连接，以使管理人员可以对变压器巡检***进行管理，包括巡检计划的创建、更改、查看巡检结果等。本发明实施例中的网络层主要包含无线网络和有线网络，无线网络是状态传感器与边缘计算装置通过无线方式连接，通讯协议可以为loRa协议，有线网络是指边缘计算装置与上位机通过有线的光纤网络连接，通讯协议可以为MQTT协议。

以图1为例，状态传感器11可以包括低功耗的变压器高频局放传感器、变压器超声局放传感器、变压器振动传感器、有载开关电流传感器、有载开关振动传感器，以及微功率的铁芯接地电流传感器、少油设备压力传感器、套管电容量介损传感器、变压器油温传感器、表计温度传感器等。假设目标变压器是一台三相三绕组180MVA/220kV变压器，则变压器油温传感器2个，采用磁吸附形式安装在变压器箱体中上部且对角安装；变压器超声局放传感器4个，采用磁吸附形式安装在变压器箱体四个面的中上部；变压器高频局放传感器1个，安装在变压器铁芯接地线处；表计温度传感器2个，安装在变压器本体顶层油温、绕组的温度表处，温度表引出线接入到表计温度传感器；铁芯接地电流传感器1个，安装在变压器铁芯接地线处；少油设备压力传感器3个，安装在变压器套管上，分别为高压侧A相、B相、C相套管；变压器振动传感器1个，采用磁吸附形式安装在变压器箱体表面；有载开关振动传感器1个，采用磁吸附形式安装在变压器有载开关侧的箱体上；有载开关驱动电流传感器1个，安装在有载开关控制箱内，通过有载开关二次接线处感应采集驱动电流。

正常情况下，变压器巡检***运行于第一巡检模式，即各个状态传感器11各自周期性采集数据上传。若巡检管理平台10发现某个状态传感器采集的数据异常，则控制该状态传感器以及与该状态传感器相关的状态传感器同步采集信息进行故障分析。例如，若有载开关电流传感器异常，则巡检管理平台10控制有载开关电流传感器以及与其相关的有载开关振动传感器同步采集数据，若两者采集的数据均异常，则较大概率发生了故障，若仅有载开关电流数据异常，则可能是有载开关电流传感器本身的异常。

可见，本发明实施例的变压器巡检***采用多个状态传感器分别对变压器的各个运行状态信息进行周期性监测，当发现某个状态传感器监测的运行状态信息异常时，通过同步获取该状态传感器以及相关联状态传感器的监测数据，综合分析变压器故障，可有效避免由状态传感器采集异常引起的误判。并且，变压器巡检***仅在发现数据异常时控制相关状态传感器进行同步采集，正常时不进行同步动作，还能在确保及时发现故障的同时降低***功耗。

可选的，多个状态传感器11为相同类型的状态传感器。

巡检管理平台10具体用于：

将该异常的状态传感器之外的其它状态传感器均确定为与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

在本发明实施例中，变压器巡检***可以应用于对同类型信息的监测。例如在局部放电监测中，变压器可能需要多个超声局放传感器分散布置在变压器的不同位置，以采集不同位置的局部放电信号。则此时，若其中一个超声局放传感器异常，则变压器巡检***控制所有超声局放传感器同步采集变压器的局部放电信息，进而对异常情况进行分析。

可选的，多个状态传感器11为不同类型的状态传感器。

巡检管理平台10具体用于：

根据预设的关联规则确定与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

在本发明实施例中，通过对历史故障数据进行分析，可以确定各个运行状态信息之间的关联性，例如变压器产生局部放电现象时，其振动信息、负荷信息均会发生变化。由此，变压器巡检***也可以应用于对变压器的全方位监测中，当某个类型的状态传感器异常时，通过同步采集相关联类型传感器的监测信息，对异常情况进行分析。

可选的，巡检管理平台10具体用于：

分别判断各个状态传感器11采集的运行状态信息是否处于各个状态传感器11对应的预设区间内。

若某个状态传感器11采集的运行状态信息不处于该状态传感器11对应的预设区间内，则判断该状态传感器11采集的运行状态信息异常。

在本发明实施例中，为各个类型的运行状态信息预先设置了正常区间，若运行状态信息超出正常区间的范围，则表示数据异常。

可选的，巡检管理平台10具体用于：

向该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器发送采样周期和同步脉冲，以控制该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息。

在本发明实施例中，巡检管理平台10通过向该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器发送采样周期和同步脉冲，来控制变压器巡检***变更至第二巡检模式。

可选的，巡检管理平台10具体用于：

根据该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集的目标变压器的运行状态信息，判断目标变压器是否发生故障；以及，在目标传感器发生故障时确定故障类型和故障位置。

在本发明实施例中，巡检管理平台10在判定目标变压器发生故障后，还可以根据同步采集的目标变压器的运行状态信息，分析变压器故障类型和故障位置。例如，当发生局部放电时巡检管理平台10能够精准定位放电点等。

可选的，巡检管理平台10还用于：

在判断目标传感器发生故障后对目标变压器进行故障报警，并根据故障分析结果生成目标变压器的故障分析报告。

在本发明实施例中，目标变压器发生故障后，巡检管理平台10能够对目标变压器进行故障报警，具体可以通过向上位机、管理人员的手机终端发送报警信息等方式实现。同时，巡检管理平台10根据故障分析结果生成目标变压器的故障分析报告，该故障分析报告存储在巡检管理平台10中，管理人员可以通过上位机查看、下载和打印该故障分析报告。

可选的，多个状态传感器11包括以下传感器中的至少一种：

油温传感器、高频局放传感器、超声局放传感器、有载开关电流传感器、有载开关振动传感器、铁芯接地电流传感器和少油设备压力传感器。

在本发明实施例中，需要指出的是，状态传感器11并不局限于以上指出的类型，还可包括其他类型的传感器，本申请对此不进行限定，凡是能够监测变压器状态信息的传感器均可应用于本发明实施例的变压器巡检***。

可选的，巡检管理平台10与各个状态传感器11之间均通过无线通信方式进行数据传输。

在本发明实施例中，各个状态传感器11均为无线传感器，能够与巡检管理平台10进行无线通信。通过无线通信方式，能够实现数据的远程监控和传输，并且由于不需要布线，方便各个状态传感器11的快速部署。

可选的，参见图1所示，变压器巡检***还包括：

环境信息传感器12。

环境信息传感器12用于监测目标变压器所在区域的环境信息并发送至巡检管理平台10，以使巡检管理平台10根据环境信息进行危险预警。

环境信息传感器12包括以下传感器中的至少一种：

气象传感器、环境温湿度传感器和视频监测器。

在本发明实施例中，气象传感器用于采集目标变压器所在区域的天气信息。环境温湿度传感器可以安装在变压器附近的防火墙处，采集目标变压器附近的温湿度信息。视频监测器可以安装在变压器油位计附近，保证能够清晰的拍到油位计读数，以通过视频监控目标变压器的渗漏油情况。

同样的，环境信息传感器12也不局限于上述类型，还可包括其他类型的可以监测环境信息的传感器，本申请对此不进行限定。

在本发明实施例中，边缘计算装置的架构可以参见图2所示。

边缘计算装置以docker容器的形式承载巡检管理平台和边缘计算框架。变压器巡检***上电后，边缘计算装置开始接收传感器数据，并通过MQTT发布主题(巡检任务)，巡检管理平台通过MQTT订阅主题进行传感器状态数据接收，巡检管理平台通过RESTful接口获取传感器静态数据，通过MQTT协议把巡检结果数据发布出去，边缘计算装置订阅巡检结果数据并把数据转发给上位机，巡检人员可以通过上位机和巡检管理平台查看变压器巡检结果。

本发明实施例提出的变压器巡检***还具有以下优点：

(1)基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，通过事先制定的变压器巡检策略，结合边缘计算装置对变压器的智能传感器数据进行采集与分析，并形成相应的检测报告，上传给物联网平台，实现了变压器巡检的自动管理，代替人员巡检，降低巡检成本，降低巡检人员的工作量。

(2)基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，可以根据巡检结果对相关的变压器智能传感器进行采样周期的同步控制，实现了智能传感器的批量管理，提升了智能传感器的利用率。

(3)基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，以物联网技术为支撑，保证了变压器的安全可靠运行。

(4)基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，检测人员可以在上位机或移动终端通过浏览器方式直观的查看巡检任务及巡检分析结果，关键的传感器位置及数据信息，能够实现检测人员与智能传感器的互动，提高巡检效率，降低巡检出错率，为变压器的可靠运行提供保障。

(5)基于输变电物联网边缘计算装置的变压器巡检***，检测人员可以根据变压器安装的智能传感器结合实际检测要求制定巡检任务，实现对变压器的快速巡检，缩短变压器巡检时间，提高了变压器巡检***的可扩展性。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器巡检***，其特征在于，包括：

多个状态传感器和巡检管理平台；

所述巡检管理平台用于控制变压器巡检***运行于第一巡检模式；其中，在所述第一巡检模式下，各个状态传感器分别以各自对应的采样周期采集目标变压器的运行状态信息并发送至所述巡检管理平台；

所述巡检管理平台判断各个状态传感器采集的运行状态信息是否异常，若某个状态传感器采集的运行状态信息异常，则控制变压器巡检***运行于第二巡检模式；其中，在所述第二巡检模式下，该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息并发送至所述巡检管理平台，以使所述巡检管理平台对目标变压器进行故障分析。

2.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述多个状态传感器为相同类型的状态传感器；

所述巡检管理平台具体用于：

将该异常的状态传感器之外的其它状态传感器均确定为与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

3.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述多个状态传感器为不同类型的状态传感器；

所述巡检管理平台具体用于：

根据预设的关联规则确定与该异常的状态传感器相关的状态传感器。

4.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述巡检管理平台具体用于：

分别判断各个状态传感器采集的运行状态信息是否处于各个状态传感器对应的预设区间内，若某个状态传感器采集的运行状态信息不处于该状态传感器对应的预设区间内，则判断该状态传感器采集的运行状态信息异常。

5.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述巡检管理平台具体用于：

向该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器发送采样周期和同步脉冲，以控制该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集目标变压器的运行状态信息。

6.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述巡检管理平台具体用于：

根据该异常的状态传感器以及与该异常的状态传感器相关的状态传感器同步采集的目标变压器的运行状态信息，判断目标变压器是否发生故障；

以及，在目标传感器发生故障时确定故障类型和故障位置。

7.如权利要求6所述的变压器巡检***，其特征在于，所述巡检管理平台还用于：

在判断目标传感器发生故障后对目标变压器进行故障报警，并根据故障分析结果生成所述目标变压器的故障分析报告。

8.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述多个状态传感器包括以下传感器中的至少一种：

油温传感器、高频局放传感器、超声局放传感器、有载开关电流传感器、有载开关振动传感器、铁芯接地电流传感器和少油设备压力传感器。

9.如权利要求1所述的变压器巡检***，其特征在于，所述巡检管理平台与各个状态传感器之间均通过无线通信方式进行数据传输。

10.如权利要求1-9任一项所述的变压器巡检***，其特征在于，还包括：

环境信息传感器；

所述环境信息传感器用于监测目标变压器所在区域的环境信息并发送至所述巡检管理平台，以使所述巡检管理平台根据所述环境信息进行危险预警；

所述环境信息传感器包括以下传感器中的至少一种：

气象传感器、环境温湿度传感器和视频监测器。

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