应用于变压器专业巡检的数据分析系统的制作方法

本发明涉及电力变压器的数据存储与管理，具体涉及一种应用于变压器专业巡检的数据分析系统。

背景技术：

随着国家电力事业的大力发展，对运行中的变压器的安全要求越来越高，这就需要科学有效地掌握变压器的运行状态。在变压器现场专业巡检时，目前大多数的巡检数据是手工录入，数据准确性、时效性差，巡检作业流程管理松散，检测数据质量因人而异、参差不齐，巡检任务缺乏有效监督。

即使一些变压器的运行状态巡检数据已经实现了自动化采集，但是，由于巡检数据、巡检报告多以非结构化的文档存储，难以在此基础上开展高级数据分析与应用。

技术实现要素：

为了解决目前变压器专业巡检过程中存在的上述技术问题，本发明利用变压器专业巡检数据分析系统，实现了对变压器巡检数据的自动采集、存储、展示、分析的标准化作业，全面掌握变压器的运行状况，具备大数据分析能力。

本发明所采取的技术方案是：应用于变压器专业巡检的数据分析系统，包括：巡检任务管理模块、标准化作业指导模块、巡检报告管理模块、巡检数据展示模块、巡检数据分析模块，以及与上述模块进行数据交互的基础数据存储管理模块。

其中，巡检任务管理模块用于制定巡检任务、指派巡检任务、监督巡检任务、关闭巡检任务、总结巡检作业、审核巡检作业；通过此模块实现变压器专业化巡检作业流程的标准化管理。

标准化作业指导模块用于巡检执行步骤的指引、巡检数据初判、历史数据检索、历史数据比对；通过此模块可以达到完成变压器巡检标准化作业的目的。

巡检报告管理模块用于对巡检报告进行管理，实现巡检报告自动化生成，提高数据整理工作效率。

巡检数据展示模块用于对巡检任务、巡检设备进行全景展示，进而对数据进行统计；通过此模块可以实现管理视角、设备视角等多角度的信息综合展示。

巡检数据分析模块用于对变压器设备进行状态诊断和状态评价，提供风险评估报告和辅助决策建议；通过此模块可以实现对巡检作业和巡检数据的统计、分析和辅助决策。

基础数据存储管理模块包括元数据管理子模块、数据存储子模块、数据解析与封装子模块，用于巡检数据的存储和管理，实现与变压器专业巡检标准化作业管理终端和外部管理系统的数据交互。通过此模块可以实现大数据的高速上传和下载，提高数据保存和处理的效率，并为未来的数据分析提供支持。

所述巡检任务管理模块从变压器外观精益化检查、变压器油样检测、变压器红外检测、变压器超声波及高频检测四个方面执行总结巡检作业、审核巡检作业。

所述标准化作业指导模块中的巡检数据初判是指根据检测到的变压器油样结果和局部放电测试结果判断变压器的健康状态；历史数据检索是指及时查询变压器的历史数据，为设备的状态发展趋势及评估提供支持；历史数据比对是指对变压器的外观精益化检查、变压器油样检测、变压器红外检测、变压器超声波及高频检测四个方面的历史数据与采样数据进行比对。

所述巡检报告管理模块通过巡检报告列表、巡检报告索引、巡检报告查询、巡检报告详情编辑、巡检报告审核、巡检报告下载、最终巡检报告上传、最终巡检报告下载对变压器巡检报告进行管理。

所述巡检数据展示模块通过巡检任务和巡检设备信息索引表的形式进行全景展示，并对数据按照变电站的站数、巡检变压器的台数、存在的缺陷、设备潜在的缺陷、巡检完成率汇总、变电站达标率、变电站达标率排名进行统计。

所述巡检数据分析模块进行状态诊断时从变压器是否短路以及变压器本体、变压器铁芯、变压器分接开关、变压器套管是否有故障五个方面进行；变压器状态评价包括对变压器组部件状态、本体状态量、套管状态量、冷却系统状态量、分接开关状态量进行评价；并从变压器外观精益化检查、油样检测、红外检测、超声波及高频检测四个方面提供风险评估报告；辅助决策建议包括：变压器过热性缺陷原因分析策略、放电性缺陷原因分析策略、绝缘受潮原因分析策略、绕组变形缺陷分析策略。

所述基础数据存储管理模块的元数据管理子模块用于设置设备台账对变电站、变压器进行管理，对巡检作业项、作业检查内容、检测标准及阈值进行设置和管理；数据存储子模块用于建立关系数据库mysql存储设备台账、巡检数据、分析结论，建立高速数据库nosql存储在线监测数据、试验数据；数据解析与封装子模块用于按照modbus协议对保存的数据进行整理。

所述基础数据存储管理模块通过iec61970标准协议与巡检任务管理模块、标准化作业指导模块、巡检报告管理模块、巡检数据展示模块、巡检数据分析模块实现数据交互，通过iec61968标准协议实现与变压器专业巡检标准化作业管理终端和外部管理系统的数据交互。

变压器专业巡检标准化作业管理终端采用型号为gem-703l的手持终端。

所述外部管理系统包括pms标准管理系统、电力变压器在线监测系统。

本发明的有益效果：

1.以变压器为核心业务对象采集巡检数据并存储、分析，将各种与变压器相关的事件、信息、数据以时间序列有序地展示在变压器的生命时间轴上，全方位展示变压器从投运起至今的运行状况，实现管理视角、设备视角等多角度的信息综合展示。

2.在基础数据存储管理模块上集成变压器巡检数据、在线监测数据，支持海量数据存储，实现巡检数据规范化、结构化存储，具备大数据分析能力。

3.能对巡检项目进行管理，实时查看巡检任务和巡检进展情况，对巡检工作进行指导和实时交流沟通指导，实现现场作业情况实时掌握及协同作业，具备强大的信息查询、统计和分析能力。

4.实现无纸化、流程化的现场巡检作业。

5.实现巡检报告自动化生成，提高数据整理工作效率。

6.实现高效、准确的巡检数据采集。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是变压器专业巡检的作业流程图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。

本发明根据国网对变压器专业巡检的各项管理要求，结合实际巡检管理现状，设计变压器专业巡检标准化作业流程、管理规范和分析系统，提升变压器专业巡检的管理水平。依据《变压器专业巡检作业(记录)手册》，结合变压器专业巡检实际业务需求，设计变压器本体、套管、分接开关、冷却系统、非电量保护和二次回路等变压器巡检的标准作业流程和数据采集模板。数据分析系统可辅助提升变压器专业巡检业务的精细化管理水平，对设备的可靠安全运行提供决策支撑。如图1所示，是本发明的结构示意图，包括：巡检任务管理模块、标准化作业指导模块、巡检报告管理模块、巡检数据展示模块、巡检数据分析模块，以及通过iec61970标准协议与上述模块实现数据交互的基础数据存储管理模块。

巡检任务管理模块用于制定巡检任务、指派巡检任务、监督巡检任务、关闭巡检任务、总结巡检作业、审核巡检作业。其中，总结巡检作业、审核巡检作业时，具体从变压器外观精益化检查、变压器油样检测、变压器红外检测、变压器超声波及高频检测四个方面来进行总结和审核；总结和审核的规则是按照dl/t664-2008《带电设备红外诊断应用规范》、gb7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》、q/gdw170-2008《油浸式变压器(电抗器)状态检修导则》、q/gdw169-2008《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》、q/gdw1168-2013《输变电设备状态检修规程》来进行。

标准化作业指导模块用于巡检执行步骤的指引、巡检数据初判、历史数据检索、历史数据比对。其中，巡检数据初判是指根据检测到的变压器油样结果和局部放电测试结果，按照q/gdw169-2008《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》标准要求来判断变压器的健康状态；历史数据检索是指及时查询变压器的历史数据，为设备的状态的发展趋势及评估提供支持；历史数据比对是指对变压器的外观精益化检查、变压器油样检测、变压器红外检测、变压器超声波及高频检测四个方面的历史数据与采样数据进行比对，按照dl/t664-2008《带电设备红外诊断应用规范》、gb7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》、q/gdw170-2008《油浸式变压器(电抗器)状态检修导则》、q/gdw169-2008《油浸式变压器(电抗器)状态评价导则》、q/gdw1168-2013《输变电设备状态检修规程》进行比对。

巡检报告管理模块通过巡检报告列表、巡检报告索引、巡检报告查询、巡检报告详情编辑、巡检报告审核、巡检报告下载、最终巡检报告上传、最终巡检报告下载对变压器巡检报告进行管理。实现巡检报告自动化生成，提高数据整理工作效率。

巡检数据展示模块用于对巡检任务、巡检设备通过巡检任务和巡检设备信息索引表的形式进行全景展示，进而对数据从变电站的站数、巡检变压器的台数、存在的缺陷、设备潜在的缺陷、巡检完成率汇总、变电站达标率、变电站达标率排名进行统计。

巡检数据分析模块用于对变压器设备进行状态诊断和状态评价，提供风险评估报告和辅助决策建议。进行状态诊断时具体从变压器是否短路、变压器本体是否有故障、变压器铁芯是否有故障、变压器分接开关是否有故障、变压器套管是否有故障五个方面进行；变压器状态评价包括对变压器组部件状态、变压器本体状态量、变压器套管状态量、变压器的冷却系统状态量、变压器的分接开关状态量进行评价；并从变压器外观精益化检查、变压器油样检测、变压器红外检测、变压器超声波和高频检测四个方面提供风险评估报告；辅助决策建议包括：变压器过热性缺陷原因分析策略、变压器放电性缺陷原因分析策略、变压器绝缘受潮原因分析策略、变压器绕组变形缺陷分析策略。

基础数据存储管理模块用于巡检数据的存储和管理，具体包括：元数据管理子模块、数据存储子模块、数据解析与封装子模块。基础数据存储管理模块通过iec61968标准协议实现与变压器专业巡检标准化作业管理终端和外部管理系统的数据交互。其中，(1)元数据管理子模块，设置设备台账对变电站、变压器进行管理，同时对巡检作业项、作业检查内容、检测标准及阈值等巡检内容进行设置和管理；(2)数据存储子模块，建立关系数据库mysql存储设备台账、巡检数据、分析结论，建立高速数据库nosql存储在线监测数据、试验数据，除保存数据外、还可以在未来对大数据进行数据分析和数据统计；(3)数据解析与封装子模块，用于对保存的数据进行整理，按照modbus协议进行数据编码，对数据进行压缩，进行数据封装，打包后上传服务器，等用户下载后再按照modbus进行数据分离，即为数据解析。

变压器专业巡检是针对某一个变电站的变压器创建相应的巡检流程，其作业流程图如图2所示：巡检人员首先通过手持终端查看巡检项目和巡检任务、接收巡检任务。在对安全须知进行确认之后，准备工具、开始现场作业并记录作业情况，比如变压器外观巡检情况、红外测温数据等，最后进行现场恢复、清理确认，结束现场作业。本发明采用现有的变压器专业巡检标准化作业管理终端(手持终端型号为gem-703l)，完成巡检任务接收、巡检作业两个环节，该作业终端具备无线lan功能，自动实时采集变压器现场运行状态数据后，采用无线移动技术通过iec61968标准协议将采集的数据上传至基础数据存储管理模块，实现规范化、流程化的巡检作业，提高变压器检测数据采集的实时性和准确性。

外部管理系统包括：(1)pms标准管理系统，为变压器巡检管理提供了规范及指南，标准内容涵盖了企业设备管理方针和目标、设备管理组织结构、设备管理策划及设备一生的管理过程，该过程如：设备需求规划、设计、制造、选型、购置、安装及调试、验收、使用、保养维护、点巡检、检维修、改造、更新、报废及处置等。(2)电力变压器在线监测系统，提供变压器的监测数据。

基础数据存储管理模块接收变压器专业巡检标准化作业管理终端实时采集的数据，以及pms标准管理系统的数据、变压器在线监测系统数据后，通过iec61970标准协议与巡检任务管理模块、标准化作业指导模块、巡检报告管理模块、巡检数据展示模块、巡检数据分析模块实现数据交互，最终通过应用于变压器专业巡检的数据分析系统，实现对变压器运行状态数据的展示、分析、评估的标准化管理。