一种变压器状态分析与故障诊断方法及系统与流程

本发明涉及变压器监测领域，尤其涉及一种变压器状态分析与故障诊断方法及系统。

背景技术：

作为最重要的一次电力设备之一，变电站承担电力调度、保护控制的重要功能。变压器不仅制造复杂、造价昂贵，其能否安全稳定运行也直接关系到电能的有效供应和系统的安全运行。因此，建立完善的变压器运行监测体系，构建有效的变压器状态分析与故障诊断方法，成为变压器设备安全和可靠运行的重要保障。目前变压器状态监测主要有：油色谱、油温、铁心电流等，变压器监测所得状态数据无论在存储上还是应用上都是孤立的。传统的状态监测的评估方式是以状态数据是否达到门槛值作为变压器状态的判定条件，这种简单的变压器状态判定方法存在不合理性。

具体表现在，一方面单一状态量不能持续定量反映变压器的状态，其状态变化具有突变性，只有当某个状态量达到预设值时，才符合状态变化或故障的判定条件；另一方面，严格的门槛值判定方法无法反应部分异常状态，部分异常状态(例如绝缘油老化、绝缘线老化等)在单一的监测数据上达不到故障告警值，导致异常状态长期发展酿成事故。

此外，目前变压器的在线监测都是孤立的一维数据，不能完整反映变压器的状态，无法为变压器的状态检修提出完整可靠的依据，还必须耗费比较大的人力物力进行巡检、检修、测试。

定期检修需要占用大量的人力物力，同时在一段时间内暂停运行所检修的电力设备。这种方法无法做到实时准确地获取变压器运行信息，大部分所获信息都是滞后的，在检修的间隔周期中，电力系统的故障运行状态无法及时的被发现，很有可能导致严重事故产生。不仅如此，按照硬性计划和规定对电力系统进行维护的方法业给企业和公司带来了很多不必要的经济损失。在生产高效化、经济最大化和运行安全化的大趋势下，这种方法无法满足电力设备实时准确的监测和维护需求。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种变压器状态分析与故障诊断方法及系统，解决了现有技术中变压器的在线监测均为孤立的一维数据，不能完整反映变压器的状态且状态监测的评估方式为极为不合理的设定门槛值的判定评估方式的技术问题。

本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断方法，包括：

对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测；

获取变压器所处的电网运行场景关键参量；

根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断；

根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析；

根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测。

可选地，对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测包括：

对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测，并建立完整的包含电压、电流、油温、色谱、声波、振动、温度、套管检测的在线监测体系。

可选地，获取变压器所处的电网运行场景关键参量包括：

通过生产系统、雷电定位系统获取影响变压器状态的电网运行场景方面的关键参量，关键参量包括变压器的过载信息、故障电流、附近雷击情况。

可选地，根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断包括：

根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过变压器多维度数据耦合的预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断。

可选地，根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析包括：

根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据确定各信息的权重取值，处理信息的冗余与调整数据之间的冲突，并进行变压器状态分析。

本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断系统，包括：

第一监测模块，用于对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测；

获取模块，用于获取变压器所处的电网运行场景关键参量；

诊断模块，用于根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断；

分析模块，用于根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析；

第二监测模块，用于根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测。

可选地，第一监测模块包括：

监测单元，用于对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测，并建立完整的包含电压、电流、油温、色谱、声波、振动、温度、套管检测的在线监测体系。

可选地，获取模块包括：

获取单元，用于通过生产系统、雷电定位系统获取影响变压器状态的电网运行场景方面的关键参量，关键参量包括变压器的过载信息、故障电流、附近雷击情况。

可选地，诊断模块包括：

诊断单元，用于根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过变压器多维度数据耦合的预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断。

可选地，分析模块包括：

分析单元，用于根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据确定各信息的权重取值，处理信息的冗余与调整数据之间的冲突，并进行变压器状态分析。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种变压器状态分析与故障诊断方法及系统，包括：对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测；获取变压器所处的电网运行场景关键参量；根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断；根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析；根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测，本发明实施例中突破了变压器在线监测的信息孤岛现状，既考虑了变压器的当前本体的在线监测数据，又考虑了变压器的电网运行场景的影响，并通过多维度信息融合和综合处理，基于多源数据进行变压器状态分析与故障诊断，持续、准确的对变压器状态进行了分析，解决了现有技术中变压器的在线监测均为孤立的一维数据，不能完整反映变压器的状态且状态监测的评估方式为极为不合理的设定门槛值的判定评估方式的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的变压器状态分析的信息综合融合处理流程图；

图3为本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的变压器状态分析的信息涵盖图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种变压器状态分析与故障诊断方法及装置，用于解决现有技术中变压器的在线监测均为孤立的一维数据，不能完整反映变压器的状态且状态监测的评估方式为极为不合理的设定门槛值的判定评估方式的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断方法，包括：

101、对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测；

对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测，并建立完整的包含电压、电流、油温、色谱、声波、振动、温度、套管检测的在线监测体系。其中，对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测，包括：变压器的外箱体温度、空气的环境温度、电压、电流、变压器油中溶解气体分析、油中水分含量监测、绕组热点温度监测、铁心接地电流监测、油中糠醛含量的监测、套管的监测、振动监测技术、变压器内部暂态声波信号、变压器振动频谱等。权衡可靠性、易行性、经济性等指标，选择最优测量方法，同时确定各参数指标出现异常时对应的变压器可能发生的故障。在变压器热机化电的常规监测参量基础上，增加变压器振动、噪声、套管温度、环境温度等在线监测参量，并将证据理论引入变压器状态分析领域，判断变压器当前的运行状态，根据各指标的实际情况将变压器5种状态区别分为：良好、正常、可疑、可靠性下降、危险状态，并根据诊断算法对潜在缺陷进行判定。如图2所示，为变压器状态分析的信息综合融合处理流程图。

102、获取变压器所处的电网运行场景关键参量；

通过生产系统、雷电定位系统获取影响变压器状态的电网运行场景方面的关键参量，关键参量包括变压器的过载信息、故障电流、附近雷击情况。变压器的状态分析也增加其所处的电网运行场景的影响信息，通过与生产系统、雷电定位系统等获取影响变压器运行可靠性的数据，如变压器的过载、故障电流、附近雷击等情况，基于变压器与电网的基础数据，结合变压器故障与所处电网运行的历史数据，通过相关性分析，并在时间和空间方面建立电网运行场景的关键参量与变压器状态的相关性模型。

如图4所示，为变压器状态分析的信息涵盖电气量、机械量、温度、绝缘、故障信息、基础参数等。

103、根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断；

根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过变压器多维度数据耦合的预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断。

104、根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析；

根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据确定各信息的权重取值，处理信息的冗余与调整数据之间的冲突，并进行变压器状态分析。

105、根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测。

最后，根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测。

以上为对本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断方法的详细描述，以下将对本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断系统进行详细描述。

本发明实施例提供的一种变压器状态分析与故障诊断系统，包括：

第一监测模块201，用于对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测；第一监测模块201包括：

监测单元2011，用于对变压器的热机化电多项参数进行实时在线监测，并建立完整的包含电压、电流、油温、色谱、声波、振动、温度、套管检测的在线监测体系。

获取模块202，用于获取变压器所处的电网运行场景关键参量；获取模块202包括：

获取单元2021，用于通过生产系统、雷电定位系统获取影响变压器状态的电网运行场景方面的关键参量，关键参量包括变压器的过载信息、故障电流、附近雷击情况。

诊断模块203，用于根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断；诊断模块203包括：

诊断单元2031，用于根据变压器的热机化电多项参数和变压器所处的电网运行场景关键参量通过变压器多维度数据耦合的预置诊断算法对变压器进行多维度信息融合和健康诊断。

分析模块204，用于根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据进行变压器状态分析；分析模块204包括：

分析单元2041，用于根据对变压器进行多维度信息融合和健康诊断得到的信息数据结合历史数据确定各信息的权重取值，处理信息的冗余与调整数据之间的冲突，并进行变压器状态分析。

第二监测模块205，用于根据对变压器状态分析得到的结果监测变压器指标是否发生指标异常，若是则发出系统预警，否则继续对变压器进行实时在线监测。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上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。