变压器油位油温监控系统和方法与流程

本发明涉及变压器保护技术领域，特别是涉及一种变压器油位油温监控系统和方法。

背景技术：

为了保证电力系统变压器的安全可靠运行，避免在电力系统变压器运行过程中，由于超负荷、变压器内部故障造成的变压器缺油、溢油及油温过高会引起变压器起火等危及线路供电或人身安全的事故，为了保证变压器的安全可靠运行，传统的变压器油位油温监控由电力人员利用手电筒肉眼进行油位的判定，采用测温枪进行温度测量，然后通过笔记本进行记录，这种方式耗时耗力，对油位的判断以及描述性的记录，都可能存在一定的误差，同时在进行监控工作时，对电力人员的人身安全，设备的日常运行，都存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统变压器油位油温监控耗时耗力，存在误差和安全隐患的问题，提供一种变压器油位油温监控系统和方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一种变压器油位油温监控系统，包括：

油位拍摄指令生成模块，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器；

油温采集指令生成模块，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器；

服务器，用于根据所述油位监控图像确定所述变压器的油位，当判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

一种变压器油位油温监控系统，包括：

油位拍摄指令生成模块，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定；

油温采集指令生成模块，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器，由所述服务器在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

一种变压器油位油温监控系统，包括：

油温采集指令生成模块，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温和预存的第一认证信息发送至油位监控设备；

油位拍摄指令生成模块，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，根据预存的第二认证信息验证所述第一认证信息正确后，将所述油位监控图像和所述油温发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

一种变压器油位油温监控系统，包括：

油位拍摄指令生成模块，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像和预存的第三认证信息发送至油温监控设备；

油温采集指令生成模块，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，根据预存的第四认证信息验证所述第三认证信息正确后，将所述油温和所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

一种变压器油位油温监控方法，包括以下步骤：

定时生成油位拍摄指令；

根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定；

定时生成油温采集指令；

根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器，由所述服务器在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

一种变压器油位油温监控方法，包括以下步骤：

定时生成油温采集指令；

根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温和预存的第一认证信息发送至油位监控设备；

定时生成油位拍摄指令；

在所述油位监控设备根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，根据预存的第二认证信息验证所述第一认证信息正确后，将所述油位监控图像和所述油温发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

一种变压器油位油温监控方法，包括以下步骤：

定时生成油位拍摄指令；

根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像和预存的第三认证信息发送至油温监控设备；

定时生成油温采集指令；

在所述油温监控设备根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，根据预存的第四认证信息验证所述第三认证信息正确后，将所述油温和所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明变压器油位油温监控系统和方法，油位监控设备根据定时生成的油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，油温监控设备根据定时生成的油温采集指令采集变压器的油温，无需电力人员现场采集数据，保证电力人员的人身安全，同时通过油位监控设备拍摄变压器油位，通过油温监控设备采集变压器油温，省时省力，相对于人工检测，检测结果准确度高；服务器接收油位监控设备发送的油位监控图像和油温监控设备发送的变压器的油温，根据油位监控图像确定变压器的油位，当判定该油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定变压器的大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，使工作人员及时发现变压器异常情况并进行相应处理，满足实际应用需求。

附图说明

图1为一个实施例中变压器油位油温监控系统结构示意图一；

图2为一个实施例中变压器油位油温监控系统结构示意图二；

图3为一个实施例中变压器油位油温监控系统结构示意图三；

图4为一个实施例中变压器油位油温监控系统结构示意图四；

图5为基于图1至图4所示系统一个具体示例中变压器油位油温监控系统结构示意图；

图6为一个实施例中变压器油位油温监控方法流程图一；

图7为一个实施例中变压器油位油温监控方法流程图二；

图8为一个实施例中变压器油位油温监控方法流程图三。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

一个实施例中变压器油位油温监控系统，如图1所示，包括：

油位拍摄指令生成模块101，用于定时生成油位拍摄指令；

这里，油位拍摄指令可以根据实际需要设置。

油位监控设备102，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器；

这里，在油位监控设备拍摄油位监控图像后，将拍摄的油位监控图像进行存储，然后通过预设第一文件传输协议将拍摄的油位监控图像发送至服务器，例如通过TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)中的标准FTP协议(File Transfer Protocol，文件传输协议)来传输信息。

具体的，油位监控设备包括主控板，以及设置在主控板上的拍摄装置和用于提供拍摄辅助光源的夜视灯等。

油温采集指令生成模块103，用于定时生成油温采集指令；

这里，油温采集指令可以根据实际需要设置。

油温监控设备104，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器；

具体地，油温监控设备包括测温模块，该测温模块可以为红外测温模块。

这里，在所述油温监控设备采集变压器的油温后，将采集的油温进行存储，然后通过预设第二文件传输协议将采集的油温发送至服务器。

服务器105，用于根据所述油位监控图像确定所述变压器的油位，当判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

具体的，服务器根据接收到的变压器的油位监控图像确定图像中变压器油位，分别将该变压器油位与预设油位上限和预设油位下限进行比较，当该变压器油位超出预设油位上限或低于预设油位下限时，发送报警信息，并且将接收的变压器的油温与预设油温阈值进行比较，当该油温超出预设油温阈值时，发送报警信息，所述报警信息可以为通知、短消息发送、邮件提醒等。

这里，服务器根据接收到的变压器的油位监控图像确定变压器油位的方式包括：

服务器确定油位监控图像中各个像素点的像素值与其相邻像素点的像素值的差值；

当像素点A的像素值与其相邻像素点的像素值的差值大于预设差值阈值时，根据像素点A和预设油位标尺确定变压器油位。

这里，服务器还用于保存上述报警信息，并展示上述拍摄的油位监控图像和采集的油温，方便工作人员查看。

从以上描述可知，本发明变压器油位油温监控系统，无需电力人员现场采集数据，保证电力人员的人身安全，通过油位监控设备拍摄变压器油位，通过油温监控设备采集变压器油温，省时省力，相对于人工检测，检测结果准确度高，同时当变压器的油位或油温出现异常时，进行报警，及时发现变压器异常情况进行相应处理，满足实际应用需求。

此外，在一个具体示例中，所述油位监控设备还用于根据预设图像剪切坐标对所述油位监控图像进行剪切。

这里，对油位监控设备拍摄的油位监控图像进行剪切，使后续处理问题简化，有利于图像特征提取，适合应用。

此外，在一个具体示例中，所述油温监控设备还用于根据所述油温生成油温监控图像。

一个实施例中变压器油位油温监控系统，如图2所示，包括：

油位拍摄指令生成模块201，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备202，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定；

油温采集指令生成模块203，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备204，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器，由所述服务器在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

从以上描述可知，本发明变压器油位油温监控系统解决传统变压器油位油温监控耗时耗力，存在误差和安全隐患的问题，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述油位监控设备还用于根据预设图像剪切坐标对所述油位监控图像进行剪切。

这里，对油位监控设备拍摄的油位监控图像进行剪切，使后续处理问题简化，有利于图像特征提取，适合应用。

一个实施例中变压器油位油温监控系统，如图3所示，包括：

油温采集指令生成模块301，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备302，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温和预存的第一认证信息发送至油位监控设备；

这里，第一认证信息包括用户名和密码。

具体的油温监控设备通过设置在油温监控设备的第一接口和设置在油位监控设备的第二接口，通过预设文件传输协议将采集的温度和预存的认证信息发送至油位监控设备。

油位拍摄指令生成模块303，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备304，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，根据预存的第二认证信息验证所述第一认证信息正确后，将所述油位监控图像和所述油温发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

这里，第二认证信息包括用户名和密码，当第二认证信息与第一认证信息相同时，验证所述第一认证信息正确，即验证油温监控设备的身份，避免误操作。

上述将采集的变压器油温和拍摄的油位监控图像通过一个设备传输到服务器，降低通讯流量，节省成本，适合应用。

一个实施例中变压器油位油温监控系统，如图4所示，包括：

油位拍摄指令生成模块401，用于定时生成油位拍摄指令；

油位监控设备402，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像和预存的第三认证信息发送至油温监控设备；

油温采集指令生成模块403，用于定时生成油温采集指令；

油温监控设备404，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，根据预存的第四认证信息验证所述第三认证信息正确后，将所述油温和所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

从以上描述可知，本发明变压器油位油温监控系统，无需电力人员现场采集数据，保证电力人员的人身安全，通过油位监控设备拍摄变压器油位，通过油温监控设备采集变压器油温，省时省力，相对于人工检测，检测结果准确度高，同时当变压器的油位或油温出现异常时，进行报警，及时发现变压器异常情况进行相应处理，满足实际应用需求。

为了更好地理解上述系统，以下详细阐述一个本发明变压器油位油温监控系统的应用实例。

结合上述图1至图4中的方案，在本实施例中，是以油位监控设备、红外测温设备和云监控平台之间的交互过程为例进行说明，这种说明并不用以对本发明方案构成限定。

如图5所示，本实施例中，可以包括油位监控设备501、红外测温设备502、云监控平台503和设备终端软件模块504；

设备终端软件模块504，用于定时生成油位拍摄指令和油温采集指令；

红外测温设备502，用于根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，生成红外成像图片，保存所述油温和红外成像图片，并将所述油温、红外成像图片和预存的第一认证信息发送至油位监控设备，所述第一认证信息包括用户名和密码；

油位监控设备501，用于根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，保存所述油位监控图像，根据预设图像剪切参数对所述油位监控图像进行剪切，根据预存的第二认证信息验证所述第一认证信息正确后，将剪切后的油位监控图像、上述油温、红外成像图片发送至云监控平台，所述预设图像剪切参数包括图像剪切坐标，所述第二认证信息包括用户名和密码，当第一认证信息的用户名和密码与第二认证信息的用户名和密码相同时，验证第一认证信息正确；

云监控平台503，用于根据所述油位监控图像确定所述变压器的油位，当判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，并展示接收的油位监控图像、油温、红外成像图片等。

这里，油位监控设备包括采用raspberry pi 3b做的主控板，主控板上接入普通可调焦的500W像素以上的摄像头，并配合红外夜市灯，为摄像头提供辅助拍摄光源；主控板上整合了RJ45接口，可通过TCP/IP协议，接收由红外测温设备传送过来的红外成像图片与温度数据，主控板上整合符合标准GSM Rec.07.07标准AT命令的SIM800C模块，通过GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)进行数据传输。

红外测温设备，通过红外测温模块，对变压器的温度进行采集分析，并定时生成红外成像图片和与温度相关的数据。通过RJ45接口，通过TCP/IP协议中的标准FTP协议，将图片与数据发送给油位监控设备。

云监控平台，用于接收油位监控设备发送的所有数据，根据油位监控图像确定变压器的油位，将该油位与预设油位上限值和预设油位下限值进行比较，将接收到的油温与预设油温阈值进行比较，当变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当接收的油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

具体的，油位监控设备工作流程：

A)通过设备终端软件模块，按照用户的设置，定时对变压器油位位置拍摄照片，然后根据用户设置的参数，对照片进行相关处理。

B)接收由油温监控设备传送过来的红外成像图片与温度数据。

C)定时将油位监控图像、红外成像图片与温度数据等，通过GPRS模块，发送给云监控平台。

红外测温设备工作流程：

A)通过设备终端软件模块，按照用户的设置，定时对变压器主体进行红外油温成像，并获取当时温度数据，将图片与数据通过FTP协议，传送给油位监控设备。

云监控平台工作流程：

A)采集工作：在服务器上对指定的端口进行SOCKET监听，接收设备传输过来的数据流，并对数据进行文件还原，保存到指定的数据库中。

B)数据处理工作：后台接收到数据文件后，根据油位监控图像确定变压器的油位，将该油位与预设油位上限值和预设油位下限值进行比较，将接收到的油温与预设油温阈值进行比较。

C)监控展示WEB服务：提供WEB服务，向用户展示监控数据和现场情况。

D)通知报警服务：当判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述报警信息包括通知、短消息发送、邮件提醒等。

E)参数设置：用于设置系统和设备的各种参数。

F)设备监控：可用于查询设备的实时运行情况，以及通过发送指令，控制远端设备。

从以上描述可知，本实施例油位监控设备根据定时生成的油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，红外测温设备根据定时生成的油温采集指令采集变压器的油温，无需电力人员现场采集数据，保证电力人员的人身安全，同时通过油位监控设备拍摄变压器油位，通过油温监控设备采集变压器油温，省时省力，相对于人工检测，检测结果准确度高；云监控平台接收油位监控设备发送的油位监控图像和红外测温设备发送的变压器的油温，根据油位监控图像确定变压器的油位，当判定该油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；当判定变压器的大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，使工作人员及时发现变压器异常情况并进行相应处理，满足实际应用需求。

一个实施例中变压器油位油温监控方法，如图6所示，包括以下步骤：

步骤S601：定时生成油位拍摄指令；

步骤S602：根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定；

步骤S603：定时生成油温采集指令；

步骤S604：根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温发送至所述服务器，由所述服务器在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息。

此外，在一个具体示例中，在将所述油位监控图像发送至服务器之前，还包括步骤：

根据预设图像剪切坐标对所述油位监控图像进行剪切。

这里，对油位监控设备拍摄的油位监控图像进行剪切，使后续处理问题简化，有利于图像特征提取，适合应用。

一个实施例中变压器油位油温监控方法，如图7所示，包括以下步骤：

步骤S701：定时生成油温采集指令；

步骤S702：根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，并将所述油温和预存的第一认证信息发送至油位监控设备；

步骤S703：定时生成油位拍摄指令；

步骤S704：在所述油位监控设备根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，根据预存的第二认证信息验证所述第一认证信息正确后，将所述油位监控图像和所述油温发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

一个实施例中变压器油位油温监控方法，如图8所示，包括以下步骤：

步骤S801：定时生成油位拍摄指令；

步骤S802：根据所述油位拍摄指令拍摄变压器的油位监控图像，并将所述油位监控图像和预存的第三认证信息发送至油温监控设备；

步骤S803：定时生成油温采集指令；

步骤S804：在所述油温监控设备根据所述油温采集指令采集所述变压器的油温，根据预存的第四认证信息验证所述第三认证信息正确后，将所述油温和所述油位监控图像发送至服务器，由所述服务器在判定所述变压器的油位大于预设油位上限值或者小于预设油位下限值时，发送第一报警信息；在判定所述油温大于预设油温阈值时，发送第二报警信息，所述变压器的油位由所述服务器根据所述油位监控图像确定。

从以上描述可知，本发明变压器油位油温监控方法，无需电力人员现场采集数据，保证电力人员的人身安全，通过油位监控设备拍摄变压器油位，通过油温监控设备采集变压器油温，省时省力，相对于人工检测，检测结果准确度高，同时当变压器的油位或油温出现异常时，进行报警，及时发现变压器异常情况进行相应处理，满足实际应用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。