CN117639246A - 一种基于人工智能的变压器安全检测*** - Google Patents
一种基于人工智能的变压器安全检测*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的变压器安全检测***，涉及电网用变压器智能检测技术领域，具体为一种基于人工智能的变压器安全检测***，包括变压器检测数据云端；数据采集单元；变压器状态检测模块；安全智能预警模块；监控终端。该基于人工智能的变压器安全检测***，可以利用智能远程***自动完成对电力变压器状态信息的采集、记录；结合变压器的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对电力变压器工作状态作出评估；明确故障的性质、类型、程度、原因，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力变压器事故发生、保证设备安全、可靠、正常运行的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电网用变压器智能检测技术领域，具体为一种基于人工智能的变压器安全检测***。
背景技术
在电网***中，变压器是重要的设备。通过变压器的智能化，可以提供精确的电力变压器状态信息，实现远程控制，延长运行周期，降低运行和维护费用。对于变压器的工作状况，国内外的电力部门多年来普遍采用定期停电后进行预防性试验来掌握其信息以决定能否继续运行，存在需要停电、试验真实性和实时性差等缺点在此基础上逐渐发展起了一些参数的在线监测技术，如套管介损、铁芯电流、油中气体、局部放电、油中微水、热点温度、绕组变形等，部分解决了停电试验的一些缺点，近年来已在此方面取得一定经验和成效，但仍存在诸如监测的参数不全、各家自成***、相互兼容性差、不能统筹考虑、有时需要改动设备而实施困难等缺点，还不能保证全面、实时的反映设备的运行状况，缺乏相应的标准。随着科技水平的提高，可以全面获取变压器运行状态数据的智能在线监测***成为发展趋势。
近年来，随着经济建设的不断发展和人民生活水平的提高，对供电可靠性的要求也愈来愈高，而作为电力***中主要设备之一的电力变压器的局部放电检测也受到了电力行业越来越多的重视。如果变压器出现局部放电现象，很有可能造成变压器过早的发生损坏，影响变压器的使用寿命，同时局部放电还直接影响到区域正常供电。因此，对于变压器局部放电进行检测已是保证该设备安全可靠运行的重要措施。
配电变压器是用户电能的来源，其的安全稳定运行关系着电力用户的可靠、持续用电，变压器一旦发生故障，轻则出现断电故障，造成生产中止，为人们的生产生活带来不便，重则引起连锁反应，危害电力网其他方面，造成大面积断电现象，造成大量的经济损失。因此，电力企业应加强变压器的运维管理，及时解决变压器的异常措施，提高变压器运行的可靠性，保障变压器的健康运行。
现有专利(公开号：CN105652120A)公开了一种电力变压器故障检测方法和检测***，本发明的电力变压器故障检测方法，包括以下步骤：采用多种传感器采集电力变压器多个方面运行状态的信息；根据所采集的信息并结合变压器相关参数建立变压器状态数据库；建立电力变压器故障检测相关领域的专家数据库；调取变压器状态数据库中的数据，通过计算获得异常参数数据，计算出决策向量R；将上述步骤获得的决策向量R反馈至上位机。本发明的电力变压器故障检测方法可快速准确地给出变压器的运行状态的性能评价，从而保障设备***长期安全可靠地运行。
本发明的电力变压器检测***能够对变压器的运行状态进行离线或在线不间断的监测，从而保障设备***长期安全可靠地运行。目前对于变压器各项参数的检测均是通过运维人员一项一项的逐个实操得到，其检测效率较慢，并且很容易出现检测误差，为了减小误差值，运维人员需要对变压器单项进行多次反复检测，严重影响工作时效性，同时一般的检测***只局限于数据检测，对于变压器的各个时段状态以及故障分析能力较为不足，不能很好满足人们的使用需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人工智能的变压器安全检测***，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于人工智能的变压器安全检测***，包括变压器检测数据云端，用于保障配电变压器的运行，实现运维人员对变压器运行情况的掌握，确定变压器的检修对象以及检修过程，并对变压器的使用数据进行记录，建立相应变压器云端档案库，同时对变压器的使用数据进行统一保存、记录；
数据采集单元，与变压器检测数据云端相连接，用于采集变压器使用过程中的的实时运行数据和运行环境数据，并将实时运行数据和运行环境数据同时传输到变压器检测数据云端中，其中数据采集单元的采集范围包括传感器数据和视频监控数据；
变压器状态检测模块，与数据采集单元相连接，其中设有多个状态检测用传感器，分别对变压器的温度、湿度、运行状态、设备本体有无破损实现检测；
安全智能预警模块，与变压器状态检测模块中的多个传感器相连接，其安全智能预警模块中预设有变压器使用过程中各项阈值，如传感器数据超过阈值，则自动触发安全警报；
监控终端，与数据采集单元相连接，设有多个与变压器相连接的图像采集设备，利用图像采集设备对变压器的运行状态进行实时记录采集，其中图像采集设备还包括对变压器使用周边环境的监测；
图像采集设备拍摄的图像内容经过采样、量化后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的处理，利用单片机控制ISP-PLD器件，实现对摄像头的图像高速采集与存储，单片机图像压缩与PC机串行通信实现图像数据的传输，在PC机端实现图像处理和显示。
可选的，所述变压器检测数据云端中包括云端数据库、数据分类单元、数据恢复单元、数据压缩单元、数据比对单元、数据下载传输单元；
云端数据库分别与数据压缩单元、数据恢复单元、数据下载传输单元相连接，其中数据下载传输单元由有线传输和无线传输组成；
云端数据库还分别与数据分类单元相连接，所述数据分类单元与数据比对单元相连接，通过数据比对单元将变压器检测数据与原始数据进行比对，以此判断变压器在不同时间的运行状态，并通过数据分类单元将比对后的数据分类保存处理。
可选的，所述数据采集单元，数据采集中将变压器使用过程中的各个物理量通过相应的传感器转换成电信号，再通过A/D转换，将电信号转换为数字计量，数据采集过程是由数据采集程序控制，数据采集程序由两部分组成，第一部分的作用是数据采集的准备，第二部分的作用是正式采集；
程序的运行包括以下步骤：
(1)启动数据采集程序；
(2)进行数据采集的准备工作；
(3)采集初读数；
(4)采集待命；
(5)执行采集，分为一次采集和多次采集；
(6)终止程序运行；
数据采集过程结束后，将所有采集到的数据通过无线方式传输至变压器检测数据云端。
可选的，所述变压器状态检测模块由变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测组成，其变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测各自均连接有与之相对应的安全智能预警模块。
可选的，所述变压器外观完整性检测中包括如下内容：
变压器密封性检测，利用密封检测装置向变压器内充气并检测变压器内压力，并检查变压器箱体边沿、阀门、管路接头有无渗油现象；
变压器套管是否存在破损、裂纹放电痕迹及其他现象；
变压器油包是否正常，油位高度是否符合油标管的刻度要求，有无漏油现象；
变压器电缆和母线有无漏电、短路情况；
变压器的油温范围为85-95℃；
防爆管的隔膜是否完整象。
可选的，所述变压器运行参数检测中包括变压器运行温度、变压器运行振幅检测、变压器水平度检测、变压器冷却组件运行状态、运行峰值数据、运行极限数据、运行电压波动范围检测；
变压器运行参数检测采用定时制检测方式，其对比数据采用相同时间段作为对比参数。
可选的，所述变压器运行振幅检测用于对铁芯振动、变压器绕组振动进行检测；
铁芯振动由硅钢片的磁滞伸缩引起，其中忽略变压器的磁滞现象，引起铁芯振动的电磁力与励磁电压的平方成正比；
变压器绕组的振动是由流过绕组的负载电流所产生的电磁力引起，铁芯振动和绕组振动均以2倍电源频率为基频，即为100Hz，对运行中的变压器而言，铁芯振动和绕组振动信号经绝缘油和结构件传递到油箱，再经置于箱壁上的振动加速度传感器采集后送入监测安全智能预警模块中。
可选的，所述变压器冷却组件运行状态包括冷却风道的空气流速、风扇转速、风口温度、冷却液流速、冷却液温度、水箱温度。
可选的，所述安全智能预警模块中包括阈值录入单元、变压器数据参数预估单元、智能分类比对单元、智能警报单元、故障智能分析单元；
故障智能分析单元用于变压器数据参数出现异常状态时，通过变压器云端档案库中的原始数据判断是否具有相同故障分析数据，并给予合理的故障解决方案。
本发明提供了一种基于人工智能的变压器安全检测***，具备以下有益效果：
该基于人工智能的变压器安全检测***，可以利用智能远程***自动完成对电力变压器负荷及温度、铁芯接地电流、油中微水、油中溶解气体、局部放电、套管绝缘、冷却器和有载分接开关等状态信息的采集、记录；依据获得的变压器状态信息，采用多信息比对技术的综合故障分析方式，结合变压器的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对变压器工作状态作出评估；对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度、原因，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力变压器事故发生、保证设备安全、可靠、正常运行的目的。
附图说明
图1为该基于人工智能的变压器安全检测***的流程示意图。
具体实施方式
下面将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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于人工智能的变压器安全检测***，包括变压器检测数据云端，用于保障配电变压器的运行，实现运维人员对变压器运行情况的掌握，确定变压器的检修对象以及检修过程，并对变压器的使用数据进行记录，建立相应变压器云端档案库，同时对变压器的使用数据进行统一保存、记录；
数据采集单元，与变压器检测数据云端相连接，用于采集变压器使用过程中的的实时运行数据和运行环境数据，并将实时运行数据和运行环境数据同时传输到变压器检测数据云端中，其中数据采集单元的采集范围包括传感器数据和视频监控数据；
变压器状态检测模块，与数据采集单元相连接，其中设有多个状态检测用传感器，分别对变压器的温度、湿度、运行状态、设备本体有无破损实现检测；
安全智能预警模块，与变压器状态检测模块中的多个传感器相连接，其安全智能预警模块中预设有变压器使用过程中各项阈值，如传感器数据超过阈值，则自动触发安全警报；
监控终端，与数据采集单元相连接，设有多个与变压器相连接的图像采集设备，利用图像采集设备对变压器的运行状态进行实时记录采集，其中图像采集设备还包括对变压器使用周边环境的监测；
图像采集设备拍摄的图像内容经过采样、量化后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的处理，利用单片机控制ISP-PLD器件，实现对摄像头的图像高速采集与存储，单片机图像压缩与PC机串行通信实现图像数据的传输，在PC机端实现图像处理和显示。
本实施例中，变压器检测数据云端中包括云端数据库、数据分类单元、数据恢复单元、数据压缩单元、数据比对单元、数据下载传输单元；
云端数据库分别与数据压缩单元、数据恢复单元、数据下载传输单元相连接，其中数据下载传输单元由有线传输和无线传输组成；
云端数据库还分别与数据分类单元相连接，数据分类单元与数据比对单元相连接，通过数据比对单元将变压器检测数据与原始数据进行比对，以此判断变压器在不同时间的运行状态，并通过数据分类单元将比对后的数据分类保存处理。
本实施例中，数据采集单元，数据采集中将变压器使用过程中的各个物理量通过相应的传感器转换成电信号，再通过A/D转换，将电信号转换为数字计量，数据采集过程是由数据采集程序控制，数据采集程序由两部分组成，第一部分的作用是数据采集的准备，第二部分的作用是正式采集；
程序的运行包括以下步骤：
(1)启动数据采集程序；
(2)进行数据采集的准备工作；
(3)采集初读数；
(4)采集待命；
(5)执行采集，分为一次采集和多次采集；
(6)终止程序运行；
数据采集过程结束后，将所有采集到的数据通过无线方式传输至变压器检测数据云端。
本实施例中，变压器状态检测模块由变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测组成，其变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测各自均连接有与之相对应的安全智能预警模块。
本实施例中，变压器外观完整性检测中包括如下内容：
变压器密封性检测，利用密封检测装置向变压器内充气并检测变压器内压力，并检查变压器箱体边沿、阀门、管路接头有无渗油现象；
变压器套管是否存在破损、裂纹放电痕迹及其他现象；
变压器油包是否正常，油位高度是否符合油标管的刻度要求，有无漏油现象；
变压器电缆和母线有无漏电、短路情况；
变压器的油温范围为85-95℃；
防爆管的隔膜是否完整象。
本实施例中，变压器运行参数检测中包括变压器运行温度、变压器运行振幅检测、变压器水平度检测、变压器冷却组件运行状态、运行峰值数据、运行极限数据、运行电压波动范围检测；
变压器运行参数检测采用定时制检测方式，其对比数据采用相同时间段作为对比参数。
本实施例中，变压器运行振幅检测用于对铁芯振动、变压器绕组振动进行检测；
铁芯振动由硅钢片的磁滞伸缩引起，其中忽略变压器的磁滞现象，引起铁芯振动的电磁力与励磁电压的平方成正比；
变压器绕组的振动是由流过绕组的负载电流所产生的电磁力引起，铁芯振动和绕组振动均以2倍电源频率为基频，即为100Hz，对运行中的变压器而言，铁芯振动和绕组振动信号经绝缘油和结构件传递到油箱，再经置于箱壁上的振动加速度传感器采集后送入监测安全智能预警模块中。
本实施例中，变压器冷却组件运行状态包括冷却风道的空气流速、风扇转速、风口温度、冷却液流速、冷却液温度、水箱温度。
本实施例中，安全智能预警模块中包括阈值录入单元、变压器数据参数预估单元、智能分类比对单元、智能警报单元、故障智能分析单元；
故障智能分析单元用于变压器数据参数出现异常状态时，通过变压器云端档案库中的原始数据判断是否具有相同故障分析数据，并给予合理的故障解决方案。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于人工智能的变压器安全检测***，包括：
变压器检测数据云端，用于保障配电变压器的运行，实现运维人员对变压器运行情况的掌握，确定变压器的检修对象以及检修过程，并对变压器的使用数据进行记录，建立相应变压器云端档案库，同时对变压器的使用数据进行统一保存、记录；
数据采集单元，与变压器检测数据云端相连接，用于采集变压器使用过程中的的实时运行数据和运行环境数据，并将实时运行数据和运行环境数据同时传输到变压器检测数据云端中，其中数据采集单元的采集范围包括传感器数据和视频监控数据；
变压器状态检测模块，与数据采集单元相连接，其中设有多个状态检测用传感器，分别对变压器的温度、湿度、运行状态、设备本体有无破损实现检测；
安全智能预警模块，与变压器状态检测模块中的多个传感器相连接，其安全智能预警模块中预设有变压器使用过程中各项阈值，如传感器数据超过阈值，则自动触发安全警报；
监控终端，与数据采集单元相连接，设有多个与变压器相连接的图像采集设备，利用图像采集设备对变压器的运行状态进行实时记录采集，其中图像采集设备还包括对变压器使用周边环境的监测；
图像采集设备拍摄的图像内容经过采样、量化后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的处理，利用单片机控制ISP-PLD器件，实现对摄像头的图像高速采集与存储，单片机图像压缩与PC机串行通信实现图像数据的传输，在PC机端实现图像处理和显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器检测数据云端中包括云端数据库、数据分类单元、数据恢复单元、数据压缩单元、数据比对单元、数据下载传输单元；
云端数据库分别与数据压缩单元、数据恢复单元、数据下载传输单元相连接，其中数据下载传输单元由有线传输和无线传输组成；
云端数据库还分别与数据分类单元相连接，所述数据分类单元与数据比对单元相连接，通过数据比对单元将变压器检测数据与原始数据进行比对，以此判断变压器在不同时间的运行状态，并通过数据分类单元将比对后的数据分类保存处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述数据采集单元，数据采集中将变压器使用过程中的各个物理量通过相应的传感器转换成电信号，再通过A/D转换，将电信号转换为数字计量，数据采集过程是由数据采集程序控制，数据采集程序由两部分组成，第一部分的作用是数据采集的准备，第二部分的作用是正式采集；
程序的运行包括以下步骤：
(1)启动数据采集程序；
(2)进行数据采集的准备工作；
(3)采集初读数；
(4)采集待命；
(5)执行采集，分为一次采集和多次采集；
(6)终止程序运行；
数据采集过程结束后，将所有采集到的数据通过无线方式传输至变压器检测数据云端。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器状态检测模块由变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测组成，其变压器外观完整性检测、变压器运行参数检测、变压器运行环境参数检测、电气组件检测各自均连接有与之相对应的安全智能预警模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器外观完整性检测中包括如下内容：
变压器密封性检测，利用密封检测装置向变压器内充气并检测变压器内压力，并检查变压器箱体边沿、阀门、管路接头有无渗油现象；
变压器套管是否存在破损、裂纹放电痕迹及其他现象；
变压器油包是否正常，油位高度是否符合油标管的刻度要求，有无漏油现象；
变压器电缆和母线有无漏电、短路情况；
变压器的油温范围为85-95℃；
防爆管的隔膜是否完整象。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器运行参数检测中包括变压器运行温度、变压器运行振幅检测、变压器水平度检测、变压器冷却组件运行状态、运行峰值数据、运行极限数据、运行电压波动范围检测；
变压器运行参数检测采用定时制检测方式，其对比数据采用相同时间段作为对比参数。
7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器运行振幅检测用于对铁芯振动、变压器绕组振动进行检测；
铁芯振动由硅钢片的磁滞伸缩引起，其中忽略变压器的磁滞现象，引起铁芯振动的电磁力与励磁电压的平方成正比；
变压器绕组的振动是由流过绕组的负载电流所产生的电磁力引起，铁芯振动和绕组振动均以2倍电源频率为基频，即为100Hz，对运行中的变压器而言，铁芯振动和绕组振动信号经绝缘油和结构件传递到油箱，再经置于箱壁上的振动加速度传感器采集后送入监测安全智能预警模块中。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述变压器冷却组件运行状态包括冷却风道的空气流速、风扇转速、风口温度、冷却液流速、冷却液温度、水箱温度。
9.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的变压器安全检测***，其特征在于：所述安全智能预警模块中包括阈值录入单元、变压器数据参数预估单元、智能分类比对单元、智能警报单元、故障智能分析单元；
故障智能分析单元用于变压器数据参数出现异常状态时，通过变压器云端档案库中的原始数据判断是否具有相同故障分析数据，并给予合理的故障解决方案。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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