一种干式变压器监测保护系统的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种干式变压器监测保护系统。


背景技术：

2.干式变压器是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器；干式变压器具有抗短路能力强、维护工作量小、运行效率高、体积小、噪音低等优点,常用于防火、防爆等性能要求高的场所。
3.但是现有的干式变压器使用时存在的缺陷包括：现有的温控系统只能对局部的温度进行监测并控制干式变压器的运行，不能根据不同类型和不同绕组材料以及内外部的温度进行综合监测分析，使得温控系统的保护效果不佳的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种干式变压器监测保护系统，其主要目的在于通过采集干式变压器运行时的内部信息和外部信息并进行分析计算得到分析集，并根据分析集对干式变压器的运行进行监测和调控，达到动态匹配和保护的目的。
5.本发明的目的可以通过以下技术方法实现：一种干式变压器监测保护系统，包含内部采集模块、外部采集模块、处理模块、分析模块和预警调控模块；
6.内部采集模块采集干式变压器运行的内部信息，该内部信息包含类型数据、绕组数据、内部温度数据、电压数据和时间数据，将内部信息发送至处理模块；外部采集模块采集干式变压器运行的外部信息，该外部信息包含外部温度数据、湿度数据和空气数据，将外部信息发送至处理模块；
7.数据模块接收内部信息并进行处理操作，得到内部处理信息；数据模块接收外部信息并进行处理操作，得到外部处理信息，将内部处理信息和外部处理信息发送至分析模块；
8.分析模块对接收的内部处理信息和外部处理信息进行计算分析，得到分析集，分析集包含分析数据、第一选中数据和第二选中数据，将分析集发送至预警调控模块；
9.预警调控模块根据分析集对干式变压器的运行进行预警和调控。
10.进一步地，数据模块接收内部信息并进行处理操作，得到内部处理信息的具体步骤包括：
11.s21：接收内部信息，获取内部信息中的类型数据、绕组数据、内部温度数据、电压数据和时间数据；
12.s22：将类型数据中的类型标记为lsi,i＝1,2...n；设定不同的干式变压器的类型均对应一个不同的设备预设值，将类型数据中的类型与所有的类型进行匹配获取对应的设备预设值并标记为syzi,i＝1,2...n；将标记的类型与设备预设值组合得到类型处理数据；
13.s23：获取绕组数据中的绕组材料并标记为rci,i＝1,2...n；设定不同的绕组材料均对应一个的绕组预设值，将绕组数据中的绕组材料与所有的绕组材料进行匹配获取对应
的绕组预设值并标记为ryzi,i＝1,2...n；将标记的绕组材料与绕组预设值进行组合得到绕组处理数据；
14.s24：获取内部温度数据中的实时内部温度并设定为第一温度值，将第一温度值标记为snwi,i＝1,2...n；对标记的第一温度值进行归一化处理并取值组合，得到内部温度处理数据；获取电压数据中的实时电压并标记为sdyi,i＝1,2...n；对标记的实时电压进行归一化处理并取值组合，得到电压处理数据；
15.s25：获取时间数据中的运行时长并标记为ysi,i＝1,2...n；获取时间数据中的运行总时长并标记为yszi,i＝1,2...n；将标记的运行时长和运行总时长进行归一化处理并组合，得到时间处理数据；
16.s26：将类型处理数据、绕组处理数据、内部温度处理数据、电压处理数据和时间处理数据进行分类组合，得到内部处理信息。
17.进一步地，数据模块接收外部信息并进行处理操作，得到外部处理信息的具体步骤包括：
18.s31：接收外部信息，获取外部信息中的外部温度数据、湿度数据和空气数据；
19.s32：获取干式变压器的位置并将其设定为原点，根据预设的距离建立监测区域，获取监测区域内外部温度数据中的外部温度值并设定为第二温度值，并将第二温度值标记为swwi,i＝1,2...n；将标记的第二温度值进行归一化处理并取值组合，得到外部温度处理数据；
20.s33：获取监测区域内湿度数据中的湿度值并标记为szi,i＝1,2...n；将标记的湿度值进行归一化处理并取值组合，得到湿度处理数据；获取空气数据中的污染物浓度并标记为wni,i＝1,2...n；将标记的污染物浓度进行归一化处理并取值组合，得到空气处理数据；
21.s34：将外部温度处理数据、湿度处理数据和空气处理数据分类组合得到外部处理信息。
22.进一步地，分析模块对接收的内部处理信息和外部处理信息进行计算分析，得到分析集的具体步骤包括：
23.s41：干式变压器开始运行时，获取内部处理信息中标记的绕组预设值ryzi、设备预设值syzi、第一温度值snwi、实时电压sdyi、运行时长ysi和运行总时长yszi；
24.s42：利用公式计算获取干式变压器运行的内态值，该公式为：
[0025][0026]
其中，q
nti
表示为内态值，a1、a2、a3表示为不同的比例系数且均大于零；
[0027]
s43：将最大的内态值设为选中内态值，获取选中内态值对应的数据并设为第一选中数据；
[0028]
s44：获取外部处理信息中标记的第二温度值swwi、湿度值szi和污染物浓度wni；
[0029]
s45：利用公式计算获取干式变压器运行的外态值，该公式为：
[0030]
[0031]
其中，q
wti
表示为外态值，b1、b2、b3表示为不同的比例系数且均大于零；
[0032]
s46：将最大的外态值设为选中外态值，获取选中外态值对应的数据并设为第二选中数据；
[0033]
s47：利用第一选中数据和第二选中数据进行分析计算，得到分析数据，将分析数据、第一选中数据和第二选中数据进行组合，得到分析集。
[0034]
进一步地，利用第一选中数据和第二选中数据进行分析计算，得到分析数据的具体步骤包括：
[0035]
s51：获取第一选中数据中的第一温度值、实时电压、运行时长和运行总时长并分别标记为snwi0、sdyi0、ysi0和yszi0，获取第二选中数据中的第二温度值、湿度值和污染物浓度并分别标记为swwi0、szi0和wni0；
[0036]
s52：利用公式计算获取干式变压器运行的预调值，该公式为：
[0037][0038]
其中，q
yti
表示为预调值，c1、c2、c3、c4和c5表示为不同的比例系数且均大于零，wc0表示为预设的温度阈值，sz0表示为预设的湿度阈值，wn0表示为预设的污染物浓度阈值，sdy0表示为预设的电压阈值；
[0039]
s53：将预调值与预设的预调范围进行匹配，若预调值不大于预调范围的最小值，则生成正常信号；若预调值大于预调范围的最小值且小于预调范围的最大值，则生成第一预调信号；若预调值不小于预调范围的最大值，则生成第二预调信号；
[0040]
s54：将正常信号、第一预调信号和第二预调信号组合得到分析数据。
[0041]
进一步地，预警调控模块根据分析集对干式变压器的运行进行预警和调控的具体步骤包括：
[0042]
s61：接收分析集并进行分析，若分析集中包含第一预调信号，则生成第一预警指令进行预警；
[0043]
s62：若分析集中包含第一预调信号，则生成第二预警指令进行预警并对干式变压器的运行进行调控。
[0044]
本发明的有益效果：
[0045]
本发明公开的各个方面，通过设置的内部采集模块、外部采集模块、处理模块、分析模块和预警调控模块之间的配合使用，可以根据干式变压器的不同类型和不同绕组材料以及运行时内外部的温度进行综合监测分析，克服现有的温控系统保护效果不佳的缺陷；
[0046]
通过内部采集模块采集干式变压器运行的内部信息，该内部信息包含类型数据、绕组数据、内部温度数据、电压数据和时间数据；外部采集模块采集干式变压器运行的外部信息，该外部信息包含外部温度数据、湿度数据和空气数据；通过采集干式变压器运行时的内部和外部信息，从设备自身的类型、材料以及运行时的内部温度和外部温度进行综合考虑，可以为温度预警和调控提供有效的数据支撑，克服现有方案中只通过单一的温度进行监测和调整导致保护效果不佳以及调控的准确性的缺陷；
[0047]
通过数据模块接收内部信息并进行处理操作，得到内部处理信息；数据模块接收外部信息并进行处理操作，得到外部处理信息；通过对采集的信息进行处理，可以使得信息标准化便于进行计算，达到提高计算的效率和准确性的目的；
[0048]
分析模块对接收的内部处理信息和外部处理信息进行计算分析，得到分析集，分析集包含分析数据、第一选中数据和第二选中数据，将分析集发送至预警调控模块；通过对处理后的信息进行计算和分析，使得信息中的各个数据之间建立联系计算得到内态值和外态值并进行分析，生成不同状态下对应的预警和调控信号；
[0049]
预警调控模块根据分析集对干式变压器的运行进行预警和调控；可以达到对干式变压器的运行动态监测并及时进行调整，提高干式变压器运行安全性的目的。
附图说明
[0050]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0051]
图1为本发明一种干式变压器监测保护系统的模块示意图。
具体实施方式
[0052]
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法进行清楚、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作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。
[0053]
实施例一
[0054]
请参阅图1所示，本发明为一种干式变压器监测保护系统，包含内部采集模块、外部采集模块、处理模块、分析模块和预警调控模块；
[0055]
内部采集模块采集干式变压器运行的内部信息，该内部信息包含类型数据、绕组数据、内部温度数据、电压数据和时间数据，将内部信息发送至处理模块；外部采集模块采集干式变压器运行的外部信息，该外部信息包含外部温度数据、湿度数据和空气数据，将外部信息发送至处理模块；其中，类型数据为干式变压器的型号；
[0056]
数据模块接收内部信息并进行处理操作，得到内部处理信息，具体步骤包括：
[0057]
接收内部信息，获取内部信息中的类型数据、绕组数据、内部温度数据、电压数据和时间数据；
[0058]
将类型数据中的类型标记为lsi,i＝1,2...n；设定不同的干式变压器的类型均对应一个不同的设备预设值，将类型数据中的类型与所有的类型进行匹配获取对应的设备预设值并标记为syzi,i＝1,2...n；将标记的类型与设备预设值组合得到类型处理数据；其中，i表示为个数；
[0059]
获取绕组数据中的绕组材料并标记为rci,i＝1,2...n；设定不同的绕组材料均对应一个的绕组预设值，将绕组数据中的绕组材料与所有的绕组材料进行匹配获取对应的绕组预设值并标记为ryzi,i＝1,2...n；将标记的绕组材料与绕组预设值进行组合得到绕组处理数据；
[0060]
获取内部温度数据中的实时内部温度并设定为第一温度值，将第一温度值标记为snwi,i＝1,2...n；对标记的第一温度值进行归一化处理并取值组合，得到内部温度处理数据；获取电压数据中的实时电压并标记为sdyi,i＝1,2...n；对标记的实时电压进行归一化处理并取值组合，得到电压处理数据；
[0061]
获取时间数据中的运行时长并标记为ysi,i＝1,2...n；获取时间数据中的运行总
时长并标记为yszi,i＝1,2...n；将标记的运行时长和运行总时长进行归一化处理并组合，得到时间处理数据；
[0062]
将类型处理数据、绕组处理数据、内部温度处理数据、电压处理数据和时间处理数据进行分类组合，得到内部处理信息；
[0063]
数据模块接收外部信息并进行处理操作，得到外部处理信息，具体步骤包括：
[0064]
接收外部信息，获取外部信息中的外部温度数据、湿度数据和空气数据；
[0065]
获取干式变压器的位置并将其设定为原点，根据预设的距离建立监测区域，获取监测区域内外部温度数据中的外部温度值并设定为第二温度值，并将第二温度值标记为swwi,i＝1,2...n；将标记的第二温度值进行归一化处理并取值组合，得到外部温度处理数据；例如，预设的距离可以为0.5m，干式变压器为原点形成的圆形区域为监测区域；
[0066]
获取监测区域内湿度数据中的湿度值并标记为szi,i＝1,2...n；将标记的湿度值进行归一化处理并取值组合，得到湿度处理数据；获取空气数据中的污染物浓度并标记为wni,i＝1,2...n；将标记的污染物浓度进行归一化处理并取值组合，得到空气处理数据；其中，污染物浓度为悬浮颗粒物的浓度，基于现有的滤膜采样称重或者连续自动测量方法进行采集；
[0067]
将外部温度处理数据、湿度处理数据和空气处理数据分类组合得到外部处理信息；
[0068]
将内部处理信息和外部处理信息发送至分析模块；
[0069]
分析模块对接收的内部处理信息和外部处理信息进行计算分析，得到分析集，分析集包含分析数据、第一选中数据和第二选中数据，将分析集发送至预警调控模块；具体步骤包括：
[0070]
干式变压器开始运行时，获取内部处理信息中标记的绕组预设值ryzi、设备预设值syzi、第一温度值snwi、实时电压sdyi、运行时长ysi和运行总时长yszi；
[0071]
利用公式计算获取干式变压器运行的内态值，该公式为：
[0072][0073]
其中，q
nti
表示为内态值，a1、a2、a3表示为不同的比例系数且均大于零；其中，e表示为自然对数函数的底数，其值约为2.718281828459045；
[0074]
将最大的内态值设为选中内态值，获取选中内态值对应的数据并设为第一选中数据；
[0075]
获取外部处理信息中标记的第二温度值swwi、湿度值szi和污染物浓度wni；
[0076]
利用公式计算获取干式变压器运行的外态值，该公式为：
[0077][0078]
其中，q
wti
表示为外态值，b1、b2、b3表示为不同的比例系数且均大于零；
[0079]
将最大的外态值设为选中外态值，获取选中外态值对应的数据并设为第二选中数据；
[0080]
利用第一选中数据和第二选中数据进行分析计算，得到分析数据，具体步骤包括：
[0081]
获取第一选中数据中的第一温度值、实时电压、运行时长和运行总时长并分别标记为snwi0、sdyi0、ysi0和yszi0，获取第二选中数据中的第二温度值、湿度值和污染物浓度并分别标记为swwi0、szi0和wni0；
[0082]
利用公式计算获取干式变压器运行的预调值，该公式为：
[0083][0084]
其中，q
yti
表示为预调值，c1、c2、c3、c4和c5表示为不同的比例系数且均大于零，wc0表示为预设的温度阈值，sz0表示为预设的湿度阈值，wn0表示为预设的污染物浓度阈值，sdy0表示为预设的电压阈值；本发明实施例中，预设的温度阈值、湿度阈值、污染物浓度阈值和污染物浓度阈值基于不同型号的干式变压器以及根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取；
[0085]
将预调值与预设的预调范围进行匹配，若预调值不大于预调范围的最小值，则生成正常信号；若预调值大于预调范围的最小值且小于预调范围的最大值，则生成第一预调信号；若预调值不小于预调范围的最大值，则生成第二预调信号；其中，预设的预调范围同样基于不同型号的干式变压器以及根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取；
[0086]
将正常信号、第一预调信号和第二预调信号组合得到分析数据；
[0087]
将分析数据、第一选中数据和第二选中数据进行组合，得到分析集；
[0088]
预警调控模块根据分析集对干式变压器的运行进行预警和调控，具体步骤包括：
[0089]
接收分析集并进行分析，若分析集中包含第一预调信号，则生成第一预警指令进行预警；其中，第一预警指令表示干式变压器运行时内部温度存在异常需要进行查修；
[0090]
若分析集中包含第一预调信号，则生成第二预警指令进行预警并对干式变压器的运行进行调控；其中，第二预警指令表示干式变压器运行时内部温度异常需要进行检修，根据第二预警指令控制干式变压器停止运行，并指派工作人员进行检修，获取检修的部件并将检修的次数加一；
[0091]
实施例二
[0092]
获取检修人员的检修次数、检修部件和维修时长，将检修次数标记为d1，设定不同的部件均对应一个不同的部件类型值，将检修部件的类型与所有部件的类型进行匹配获取对应的部件类型值并标记为d2，将维修时长标记为d3，利用公式计算获取干式变压器的查检值；其中，d1、d2和d3表示为不同的比例系数且均大于零；
[0093]
将查检值与预设的检修阈值进行匹配，若查检值不大于检修阈值，则判定该干式变压器整体运行状态正常不需要进行检修并生成第一匹配信号；若查检值大于检修阈值，则判定该干式变压器整体运行状态异常需要进行检修并生成第二匹配信号；利用第二匹配信号对干式变压器进行整体检查。
[0094]
本发明实施例中，利用内部采集模块采集干式变压器运行的内部信息，将内部信息发送至处理模块；利用外部采集模块采集干式变压器运行的外部信息，将外部信息发送至处理模块；
[0095]
利用数据模块接收内部信息并进行处理操作，得到内部处理信息；数据模块接收
外部信息并进行处理操作，得到外部处理信息，将内部处理信息和外部处理信息发送至分析模块；
[0096]
利用分析模块对接收的内部处理信息和外部处理信息进行计算分析，利用公式计算获取干式变压器运行的内态值，将最大的内态值设为选中内态值，获取选中内态值对应的数据并设为第一选中数据；利用公式计算获取干式变压器运行的外态值，将最大的外态值设为选中外态值，获取选中外态值对应的数据并设为第二选中数据，利用公式
[0097][0098]
计算获取干式变压器运行的预调值，将预调值与预设的预调范围进行匹配得到正常信号、第一预调信号和第二预调信号，将正常信号、第一预调信号和第二预调信号组合得到分析数据；将分析数据、第一选中数据和第二选中数据进行组合，得到分析集，将分析集发送至预警调控模块；
[0099]
利用预警调控模块根据分析集对干式变压器的运行进行预警和调控，利用公式计算获取干式变压器的查检值；将查检值与预设的检修阈值进行匹配，若查检值不大于检修阈值，则判定该干式变压器整体运行状态正常不需要进行检修并生成第一匹配信号；若查检值大于检修阈值，则判定该干式变压器整体运行状态异常需要进行检修并生成第二匹配信号；利用第二匹配信号对干式变压器进行整体检查；可以达到对干式变压器的运行动态监测并及时进行调整，提高干式变压器运行安全性的目的。
[0100]
在本发明各个实施例中的各功能模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
[0101]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
[0102]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。