CN115459449A - 一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及*** - Google Patents

一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,包括监测主机、运行监测单元和智能站在线监测IED,监测主机,设置在变电站监控中心内。该可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***,通过CPU处理本变电站监测的变压器参数,结合样例检索算法对比历史故障数据库内的故障类型,通过Flink实时计算引擎和CPU的内部算法来对变压器的运行性能进行实时分析,通过可视化终端对变压器运行过程的参数进行展示,在对变压器故障分析得到确定的结果时,通过rsync+inotify数据实时备份完成对数据库服务器的历史故障数据库更新,进而方便该变电站监测方法及***具有实时分析变压器运行性能的功能。

Description

一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***
技术领域
本发明涉及变电站监测技术领域,具体为一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***。
背景技术
变电站是指电力***中对电压和电流进行变换,接受电能及分配电能的场所。变电站内的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备指直接生产、输送、分配和使用电能的设备,主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等。
电力变压器是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器:电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备。电力变压器作为电力***中的关键设备,其运行的安全稳定与社会的健康发展息息相关。变压器一旦出现故障,不但影响正常生产和安定生活,同时也会造成巨大的经济损失。一般情况下,变电站会在变压器周边安装摄像头来进行变压器的实时环境监测,并且通过人工定期对变压器的温度等参数进行检测,从而通过变电站中心来分析变压器的运行性能。
现有的变压器一般采用人工巡检的方式来完成变电站的定时监测,在检测变压器运行参数的过程中,一般采用无线数据传输进行数据上传,但是在数据分析时一般通过人工依据经验进行诊断识别,这样的操作方式难以及时的分析出变压器的运行性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***,以解决上述背景技术提出的变压器运行过程中时进行数据分析时一般通过人工依据经验进行诊断识别,使得难以及时的分析出变压器的运行性能的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,包括监测主机、运行监测单元和智能站在线监测 IED,
监测主机,设置在变电站监控中心内,所述监测主机通过数据线缆连接可视化终端,所述监测主机通过电缆连接报警指示灯,所述监测主机的内部设置网络接口模块,且监测主机通过网络接口模块与4G无线通信网络无线连接,所述监测主机的输入端通过4G无线通信网络分别无线连接数据采集器和智能站在线监测IED,所述数据采集器和智能站在线监测IED的接入端同时连接运行监测单元,所述运行监测单元设置在变压器上。
优选的,所述监测主机包括有CPU、存储器和数据库服务器,所述CPU设置在监测主机内部的电路主板上。
优选的,所述CPU通过电路连接存储器,所述监测主机的内部还设置有数据库服务器,所述数据库服务器与CPU为电性连接。
优选的,所述运行监测单元包括有温度监测模块、油位监测模块、振动监测单元、开环式电流传感器和SF6气体变送器,所述温度监测模块连接在变压器上,且温度监测模块采用绕组温度计,并且温度监测模块通过感应接头连接变压器绕组。
优选的,所述油位监测模块安装在变压器的绝缘油容器上,所述振动监测单元安装在变压器外壳上,所述温度监测模块、油位监测模块和振动监测单元的输出端口均与数据采集器连接。
优选的,所述开环式电流传感器与变压器接线连接,所述SF气体变送器与变压器进行安装,所述SF6气体变送器的内部设置有SF6气体传感器。
优选的,所述开环式电流传感器和SF6气体变送器的输出接口同时连接智能站在线监测IED。
一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法,包括以下步骤:
S1:变压器实时运行监测,采用温度监测模块、油位监测模块、振动监测单元、开环式电流传感器和SF6气体变送器对变电站的多个变压器进行温度、油位、振动、运行参数和安全性进行在线监测;
S2:实时上传变压器运行数据,通过数据采集器采集变压器运行时的温度数据、油位数据和振动数据,通过智能站在线监测IED采集变压器运行时的运行参数和安全性数据,并且数据采集器和智能站在线监测IED均以4G无线通信网络上传至变电站内的监测主机;
S3:构建变压器历史故障数据库,通过大数据搜索引擎检索变电站变压器故障类型的样例,并且通过数据库服务器进行内部分类,并且通过外部输入模块将本变电站变压器故障的类型和原因导入数据库服务器;
S4:实时计算分析变压器故障,通过监测主机内的CPU收集处理本变电站监测的变压器参数,并且使用Flink实时计算引擎对上传的数据进行处理分析,通过CPU结合样例检索算法对比数据库服务器内的故障类型;
S5:数据展示和报警提示,通过CPU分析出故障类型后将故障信息上传到可视化终端,并且CPU处理的变压器实时运行参数也通过可视化终端进行展示,对变电站监测的变压器故障点均设置报警指示灯,在故障时通过亮起的报警指示灯来辅助人员快速识别变压器故障方向。
优选的,步骤S2中所述的数据采集器通过UDP实时传输协议和4G无线通信网络上传数据给监测主机。
优选的,步骤S2中所述的智能站在线监测IED通过以太网配合4G无线通信网络上传数据给监测主机。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、该可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***,通过CPU处理本变电站监测的变压器参数,结合样例检索算法对比历史故障数据库内的故障类型,通过Flink实时计算引擎和CPU的内部算法来对变压器的运行性能进行实时分析,通过可视化终端对变压器运行过程的参数进行展示,在对变压器故障分析得到确定的结果时,通过rsync+inotify数据实时备份完成对数据库服务器的历史故障数据库更新,进而方便该变电站监测方法及***具有实时分析变压器运行性能的功能;
2、该可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及***,通过温度监测模块的实时温度监测来构建得到LSTM神经网络建立变压器运行温度预测模型,通过超声波液位探测仪的油位监测模块对变压器绝缘油液位进行监测,同时采用声纹振动在线监测***的振动加速度传感器对变压器振动产生的声纹进行监测,通过智能站在线监测IED的开环式电流传感器实时且持续的监测流过变压器中性点的交、直电流,从而跟踪监测变压器的状态参数,通过使用SF6气体变送器可以监测变压器的SF6浓度,从而灵敏的将变压器的瞬变故障和突发性故障进行快速响应识别,方便变电维护人员根据该变电站监测方法及***来及时对变电站的变压器进行维护检修。
附图说明
图1为本发明***示意图;
图2为本发明CPU原理示意图;
图3为本发明流程示意图。
图中:1、监测主机;101、CPU;102、存储器;103、数据库服务器;2、可视化终端;3、报警指示灯;4、4G无线通信网络;5、数据采集器;6、运行监测单元;601、温度监测模块;602、油位监测模块;603、振动监测单元;604、开环式电流传感器;605、SF6气体变送器;7、智能站在线监测IED。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,包括监测主机1、运行监测单元6和智能站在线监测 IED7,监测主机1设置在变电站监控中心内,监测主机1通过数据线缆连接可视化终端2,监测主机1通过电缆连接报警指示灯3,监测主机1的内部设置网络接口模块,且监测主机1通过网络接口模块与4G无线通信网络4无线连接,监测主机1的输入端通过4G无线通信网络4分别无线连接数据采集器 5和智能站在线监测IED7,数据采集器5和智能站在线监测IED7的接入端同时连接运行监测单元6,运行监测单元6设置在变压器上。
监测主机1包括有CPU101、存储器102和数据库服务器103,CPU101设置在监测主机1内部的电路主板上;CPU101通过电路连接存储器102,监测主机1的内部还设置有数据库服务器103,数据库服务器103与CPU101为电性连接,CPU101分别与存储器102和数据库服务器103为双向电路连接,数据库服务器103采用AS6604T型号的服务器。
具体实施时,通过CPU101收集数据采集器5和智能站在线监测IED7上传的变压器运行参数,并且通过CPU101处理本变电站监测的变压器参数,通过使用Flink实时计算引擎对上传的数据进行处理分析,再结合样例检索算法对比历史故障数据库内的故障类型,同时,通过Flink实时计算引擎和 CPU101的内部算法来对变压器的运行性能进行实时分析,通过可视化终端2 可以对变压器运行过程的参数进行多方面展示,设置的报警指示灯3亮红灯时可以对变压器具体方向的故障点进行提示,从而辅助人员快速识别变压器故障,在对变压器故障分析得到确定的结果时,通过rsync+inotify数据实时备份完成对数据库服务器103的历史故障数据库更新。
运行监测单元6包括有温度监测模块601、油位监测模块602、振动监测单元603、开环式电流传感器604和SF6气体变送器605,温度监测模块601 连接在变压器上,且温度监测模块601采用绕组温度计,并且温度监测模块 601通过感应接头连接变压器绕组;油位监测模块602安装在变压器的绝缘油容器上,油位监测模块602采用超声波液位探测仪,振动监测单元603安装在变压器外壳上,振动监测单元603采用声纹振动在线监测***,声纹振动在线监测***由振动加速度传感器、声纹监测与边缘计算装置以及远程诊断服务中心构成,温度监测模块601、油位监测模块602和振动监测单元603的输出端口均与数据采集器5连接;开环式电流传感器604与变压器接线连接, SF6气体变送器605与变压器进行安装,SF6气体变送器605的内部设置有SF6 气体传感器;开环式电流传感器604和SF6气体变送器605的输出接口同时连接智能站在线监测IED7,开环式电流传感器604和SF6气体变送器605均接入变压器直流偏磁在线监测***,并且变压器直流偏磁在线监测***通过采集仪连接智能站在线监测IED7。
具体实施时,通过温度监测模块601的实时温度监测来构建得到LSTM神经网络建立变压器运行温度预测模型,通过超声波液位探测仪的油位监测模块602对变压器绝缘油液位进行监测,同时采用声纹振动在线监测***的振动加速度传感器对变压器振动产生的声纹进行监测,通过边缘计算装置对采集的数据进行打包处理,并且由远程诊断服务中心进行智能诊断,通过智能站在线监测IED7的开环式电流传感器604实时且持续的监测流过变压器中性点的交、直电流,从而跟踪监测变压器的状态参数,通过SF6气体来绝缘电力传输和分配中的开关、断路器以及其它设备,通过使用SF6气体变送器605 可以监测变压器的SF6浓度,从而灵敏的将变压器的瞬变故障和突发性故障进行快速响应识别,方便变电维护人员及时对变压器进行维护检修。
一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法,包括以下步骤:
S1:变压器实时运行监测,采用温度监测模块601、油位监测模块602、振动监测单元603、开环式电流传感器604和SF6气体变送器605对变电站的多个变压器进行温度、油位、振动、运行参数和安全性进行在线监测,通过温度监测模块601间隔10分钟上传一次变压器监测的温度参数,并且在24 小时内采集连续的144个时间点的温度参数,从而通过LSTM神经网络建立变压器运行温度预测模型;
S2:实时上传变压器运行数据,通过数据采集器5采集变压器运行时的温度数据、油位数据和振动数据,数据采集器5通过UDP实时传输协议和4G 无线通信网络4上传数据给监测主机1,通过智能站在线监测IED7采集变压器运行时的运行参数和安全性数据,智能站在线监测IED7通过以太网配合4G 无线通信网络4上传数据给监测主机1,并且数据采集器5和智能站在线监测 IED7均以4G无线通信网络4上传至变电站内的监测主机1;
S3:构建变压器历史故障数据库,通过大数据搜索引擎检索变电站变压器故障类型的样例,并且通过数据库服务器103进行内部分类,并且通过外部输入模块将本变电站变压器故障的类型和原因导入数据库服务器103,从而通过数据库服务器103进行分类的数据构建形成变压器的历史故障数据库;
S4:实时计算分析变压器故障,通过监测主机1内的CPU101收集处理本变电站监测的变压器参数,并且使用Flink实时计算引擎对上传的数据进行处理分析,通过CPU101结合样例检索算法对比数据库服务器103内的故障类型,通过Flink实时计算引擎和CPU101来实时分析得到变压器的运行性能,并且通过rsync+inotify对变压器运行性能的分析数据进行实时备份;
S5:数据展示和报警提示,通过CPU101分析出故障类型后将故障信息上传到可视化终端2,并且CPU101处理的变压器实时运行参数也通过可视化终端2进行展示,对变电站监测的变压器故障点均设置报警指示灯3,在故障时通过亮起的报警指示灯3来辅助人员快速识别变压器故障方向。
综上所述,通过温度监测模块601、油位监测模块602、振动监测单元603、开环式电流传感器604和SF6气体变送器605对变压器的温度、油位、振动、运行参数和安全性参数进行实时监测,并且通过监测主机1的CPU101处理本变电站监测的变压器参数,通过可视化终端2可以对变压器运行过程的参数进行多方面展示,设置的报警指示灯3进行故障提示,从而使得该变电站可以完成对变压器的实时分析和故障预警提示,本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,包括监测主机(1)、运行监测单元(6)和智能站在线监测IED(7),其特征在于:
监测主机(1),设置在变电站监控中心内,所述监测主机(1)通过数据线缆连接可视化终端(2),所述监测主机(1)通过电缆连接报警指示灯(3),所述监测主机(1)的内部设置网络接口模块,且监测主机(1)通过网络接口模块与4G无线通信网络(4)无线连接,所述监测主机(1)的输入端通过4G无线通信网络(4)分别无线连接数据采集器(5)和智能站在线监测IED(7),所述数据采集器(5)和智能站在线监测IED(7)的接入端同时连接运行监测单元(6),所述运行监测单元(6)设置在变压器上。
2.根据权利要求1所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述监测主机(1)包括有CPU(101)、存储器(102)和数据库服务器(103),所述CPU(101)设置在监测主机(1)内部的电路主板上。
3.根据权利要求2所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述CPU(101)通过电路连接存储器(102),所述监测主机(1)的内部还设置有数据库服务器(103),所述数据库服务器(103)与CPU(101)为电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述运行监测单元(6)包括有温度监测模块(601)、油位监测模块(602)、振动监测单元(603)、开环式电流传感器(604)和SF6气体变送器(605),所述温度监测模块(601)连接在变压器上,且温度监测模块(601)采用绕组温度计,并且温度监测模块(601)通过感应接头连接变压器绕组。
5.根据权利要求4所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述油位监测模块(602)安装在变压器的绝缘油容器上,所述振动监测单元(603)安装在变压器外壳上,所述温度监测模块(601)、油位监测模块(602)和振动监测单元(603)的输出端口均与数据采集器(5)连接。
6.根据权利要求4所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述开环式电流传感器(604)与变压器接线连接,所述SF6气体变送器(605)与变压器进行安装,所述SF6气体变送器(605)的内部设置有SF6气体传感器。
7.根据权利要求6所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测***,其特征在于:所述开环式电流传感器(604)和SF6气体变送器(605)的输出接口同时连接智能站在线监测IED(7)。
8.一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:变压器实时运行监测,对变电站的多个变压器进行进行在线监测;
S2:实时上传变压器运行数据;
S3:构建变压器历史故障数据库;
S4:实时计算分析变压器故障;
S5:数据展示和报警提示。
9.根据权利要求8所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法,其特征在于:步骤S2中,通过UDP实时传输协议和4G无线通信网络(4)上传变压器运行数据。
10.根据权利要求8所述的一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法,其特征在于:步骤S2中,通过以太网配合4G无线通信网络(4)上传变压器运行数据。
CN202211167050.XA 2022-09-23 2022-09-23 一种可实时分析变压器运行性能的变电站监测方法及*** Pending CN115459449A (zh)

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