本发明涉及变压器故障技术领域，并且更具体地，涉及一种用于对变压器故障进行预警的系统及方法。
背景技术：
通过智能电网自动化在线检测技术来实现变电站的变压器智能在线监测预警，对电力系统意义重大，通过对变压器的在线监测预警，将对变电站设备安全运行起到极大改善。
最早，在运行的变电站主变设备，由于不能实时在线检测，几乎都是在出现问题后才进行检修、抢修，不但影响了供电的质量，也增大了设备的损坏率。随着科技发展，变压器监测系统逐步成形，但是现有技术的变压器监测系统大多是分立式，仅能针对个别参数和缺陷进行监测，而没有整体性综合监控的能力。但实际运用中，十分需要对变压器的多种参数进行综合监测来对缺陷进行及时的预警和应对处理，因此变压器综合监测与预警系统的研发十分迫切且重要。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于对变压器故障进行预警的系统及方法，以解决如何对变压器进行实时监控并进行故障预警的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于对变压器故障进行预警的系统，所述系统包括：
多个数据监测节点，每个数据监测节点用于对多个变压器中所归属的变压器进行状态监测，其中每个数据监测节点包括多个监测装置，并且每个监测装置用于监测与所归属的变压器的运行状态相关的状态参数；
数据获取单元，用于从多个数据监测节点中的每个数据监测节点获取与归属的变压器的运行状态相关的所有状态参数；
数据分析单元，用于对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，基于数据分析的结果确定所有状态参数中每个状态参数的性能等级；
故障诊断单元，用于对与变压器故障监测相关的动态配置文件进行解析以确定每个状态参数的运行标准，根据每个状态参数的运行标准对每个状态参数的性能等级进行评分，并根据所有状态参数中至少一个状态参数的评分确定变压器是否存在故障以及故障类型；以及
故障预警单元，用于在确定变压器存在故障的情况下，将变压器的标识和故障类型上报给远程监控中心。
优选地，其中所述多个监测装置包括：变压器局放监测装置、变压器套管监测装置、变压器铁芯及夹件监测装置、变压器暂态电压监测装置、变压器暂态电流监测装置、变压器暂态油流速监测装置、变压器偏磁电流监测装置、变压器振动监测装置、变压器噪声监测装置和变压器基准电压监测装置。
优选地，其中
所述变压器局放监测装置，利用特高频无线电波uhf监测变压器的局部放电情况；
所述变压器暂态油流速监测装置，利用靶式流量计量传感器监测变压器遭受冲击时油管内的油流速突变情况。
优选地，其中所述数据分析单元，对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，包括：
综合所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数、在线非实时监测的数据和离线试验数据进行数据分析，确定数据分析的结果。
优选地，其中所述系统还包括：
数据存储单元，用于对多个数据监测节点的多个监测装置监测的与所归属的变压器的运行状态相关的状态参数进行存储。
优选地，其中所述系统还包括：
状态指示单元，用于显示每个监测装置的运行状态及自检信息。
优选地，其中，所述系统还包括：
数据通信单元，用于将从多个数据监测节点中的每个数据监测节点获取与归属的变压器的运行状态相关的所有状态参数基于iec61850通讯协议上传至远程监控中心；用于在局域网内通过已授权的设备与多个数据监测点进行本地数据通信。
优选地，其中所述系统还包括：
报警单元，用于当与变压器的运行状态相关的状态参数异常、监测装置故障或数据通讯单元故障时发送故障软报文进行报警，以及通过gprs手机短信报警功能进行报警。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对变压器故障进行预警的方法，所述方法包括：
对多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器进行状态监测，获取多个变压器中每个变压器的所有状态参数；
对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，基于数据分析的结果确定所有状态参数中每个状态参数的性能等级；
对与变压器故障监测相关的动态配置文件进行解析以确定每个状态参数的运行标准，根据每个状态参数的运行标准对每个状态参数的性能等级进行评分，并根据所有状态参数中至少一个状态参数的评分确定变压器是否存在故障以及故障类型；以及
在确定变压器存在故障的情况下，将变压器的标识和故障类型上报给远程监控中心。
优选地，其中所述每个变压器的所有状态参数，包括：变压器局放状态参数、变压器套管状态参数、变压器铁芯及夹件状态参数、变压器暂态电压状态参数、变压器暂态电流状态参数、变压器暂态油流速状态参数、变压器偏磁电流状态参数、变压器振动状态参数、变压器噪声状态参数和变压器基准电压状态参数。
优选地，其中
利用特高频无线电波uhf监测变压器的局部放电情况，获取变压器局放状态参数；
利用靶式流量计量传感器监测变压器遭受冲击时油管内的油流速突变情况，获取变压器暂态油流速状态参数。
优选地，其中所述数对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，包括：
综合所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数、在线非实时监测的数据和离线试验数据进行数据分析，确定数据分析的结果。
优选地，其中所述方法还包括：
对多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器的所有状态参数进行存储。
优选地，其中所述方法还包括：
显示每个监测装置的运行状态及自检信息。
优选地，其中所述方法还包括：
将多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器的所有状态参数基于iec61850通讯协议上传至远程监控中心；
在局域网内通过已授权的设备与多个数据监测点进行本地数据通信。
优选地，其中所述方法还包括：
当与变压器的运行状态相关的状态参数异常、监测装置故障或数据通讯故障时发送故障软报文进行报警，以及通过gprs手机短信报警功能进行报警。
本发明提供了一种用于对变压器故障进行预警的系统及方法，采用分层分布式的结构，采用现金的信号传感技术对变压器的运行状态况进行在线监测，并根据监测数据对变压器进行故障预警，并将报警信息发送值远程监控中心。本发明实现了各种监测装置现场就地安装、就地进行数字化测量及处理，然后通过现场工业总线与站端智能监控系统主机进行通信，具有接线简单、现场施工小、维护方便，兼容性强、易于扩展等优点，同时，能全面的对变压器运行状态以及健康状况进行评价，使处于萌芽状态的故障得到控制，避免了事态扩大，引起突发故障。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式一的用于对变压器故障进行预警的系统100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式二的用于对变压器故障进行预警的系统的结构示意图；以及
图3为根据本发明实施方式一的用于对变压器故障进行预警的方法300的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式一的用于对变压器故障进行预警的系统100的结构示意图。如图1所示，本发明的实施方式一提供的用于对变压器故障进行预警的系统，采用分层分布式的结构，采用现金的信号传感技术对变压器的运行状态况进行在线监测，并根据监测数据对变压器进行故障预警，并将报警信息发送值远程监控中心。本发明实现了各种监测装置现场就地安装、就地进行数字化测量及处理，然后通过现场工业总线与站端智能监控系统主机进行通信，具有接线简单、现场施工小、维护方便，兼容性强、易于扩展等优点，同时，能全面的对变压器运行状态以及健康状况进行评价，使处于萌芽状态的故障得到控制，避免了事态扩大，引起突发故障。本发明的实施方式一提供的用于对变压器故障进行预警的系统100包括：多个数据监测节点101、数据获取单元102、数据分析单元103、故障诊断单元104和故障预警单元105。优选地，所述多个数据监测节点101中的每个数据监测节点用于对多个变压器中所归属的变压器进行状态监测，其中每个数据监测节点包括多个监测装置，并且每个监测装置用于监测与所归属的变压器的运行状态相关的状态参数。
优选地，其中所述多个监测装置包括：变压器局放监测装置、变压器套管监测装置、变压器铁芯及夹件监测装置、变压器暂态电压监测装置、变压器暂态电流监测装置、变压器暂态油流速监测装置、变压器偏磁电流监测装置、变压器振动监测装置、变压器噪声监测装置和变压器基准电压监测装置。优选地，其中所述变压器局放监测装置，利用特高频无线电波uhf监测变压器的局部放电情况；所述变压器暂态油流速监测装置，利用靶式流量计量传感器监测变压器遭受冲击时油管内的油流速突变情况。
优选地，在所述数据获取单元102，用于从多个数据监测节点中的每个数据监测节点获取与归属的变压器的运行状态相关的所有状态参数。
优选地，在所述数据分析单元103，对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，基于数据分析的结果确定所有状态参数中每个状态参数的性能等级。
优选地，其中所述数据分析单元，对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，包括：综合所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数、在线非实时监测的数据和离线试验数据进行数据分析，确定数据分析的结果。
优选地，在所述故障诊断单元104，对与变压器故障监测相关的动态配置文件进行解析以确定每个状态参数的运行标准，根据每个状态参数的运行标准对每个状态参数的性能等级进行评分，并根据所有状态参数中至少一个状态参数的评分确定变压器是否存在故障以及故障类型。
优选地，在所述故障预警单元105，在确定变压器存在故障的情况下，将变压器的标识和故障类型上报给远程监控中心。
优选地，其中所述系统还包括：数据存储单元，用于对多个数据监测节点的多个监测装置监测的与所归属的变压器的运行状态相关的状态参数进行存储。
优选地，其中所述系统还包括：状态指示单元，用于显示每个监测装置的运行状态及自检信息。
优选地，其中所述系统还包括：数据通信单元，用于将从多个数据监测节点中的每个数据监测节点获取与归属的变压器的运行状态相关的所有状态参数基于iec61850通讯协议上传至远程监控中心；用于在局域网内通过已授权的设备与多个数据监测点进行本地数据通信。
优选地，其中所述系统还包括：报警单元，用于当与变压器的运行状态相关的状态参数异常、监测装置故障或数据通讯单元故障时发送故障软报文进行报警，以及通过gprs手机短信报警功能进行报警。
图2为根据本发明实施方式二的用于对变压器故障进行预警的系统的结构示意图。如图2所示，本发明实施方式二的用于对变压器故障进行预警的系统，包括：运行于变压器突发性故障综合监测主机(ied)上的综合监测与预警软件、主站设备(包括数据交互计算机、数据分析计算机、web计算机等)、网络设备(包括通讯光缆、通讯电缆、iec61850协议转换器等)以及工作站，采用分层分布式的结构，可对变压器局放、套管、铁心、夹件、暂态过电压、暂态过电流、暂态油流速、中性点偏磁电流、本体振动强度及噪声等绝缘状况进行在线监测和故障预警。变压器突发性故障综合监测主机(ied)通过现场通讯总线控制各个现场监测装置(包括变压器套管监测装置和变压器基准电压监测装置)的工作状态，读取和处理测量数据及异常信息，并实时把最终获得的绝缘监测数据，按照iec61850通讯规约，以mms方式上传站端的cac(或综合处理单元)，在数据远传的同时，还可在局域网内通过已授权的浏览器与监测主机进行本地通讯，执行数据浏览及下载等操作，该通讯与iec61850通讯为不同网段，互不干扰。此外，还可在监测主机内预设4个的手机号码，系统可定时将监测数据发送至预留手机上。变压器突发性故障综合监测主机(ied)具备如下功能：数据采集：收集各个本地监测单元的数据，并对监测数据进行统计处理和分析判断；状态指示：实时显示各个在线监测单元的运行状态及自检信息；数据存储：保存近1年内的监测数据及图谱，具备监测数据备份功能，不会因断电或其他外部因素影响数据存储；故障报警：若被监测设备数据异常、在线监测单元装置故障或数据通讯单元故障，均将提供故障软报文并报警，同时还具备gprs手机短信报警功能；以及数据通讯：通过tcp/ip或iec61850规约上传监测数据及图谱。
本发明实施方式的用于对变压器故障进行预警的系统现场监测装置在站端的在线监测ied将数据进行集成与处理后，通过光纤将数据远程传输至数据分析服务器，通过服务器端的应用软件，可实现对在线监测数据存储、显示、分析、诊断及预警等功能。用于对变压器故障进行预警的系统现场监测装置采用变压器故障综合诊断技术，以变压器的设计、制造、运行监测、检修、维护、试验等全过程的监控信息为基础，以一个异常状态量对应的一个或多个故障，一个故障对应的一个或多个异常状态量、多个异常状态量对应多个故障的多元关系为知识规则，以产生式规则为主的知识表达方法，用正向和反向混合推理和自适应解网的方法对变压器的故障进行综合诊断的技术。
本发明的用于对变压器故障进行预警的系统具有如下特点：
1、分层分布式系统结构
各类智能监测装置现场就地安装、就地进行数字化测量及处理，然后通过现场工业总线与站端智能监控系统主机进行通信。具有接线简单、现场施工小、维护方便，兼容性强、易于扩展等优点。
2、丰富的数据通讯方式
系统全面支持iec61850通讯规约，可将监测数据上传至远程诊断中心，满足智能变电站的建设要求，并具备成功的实际运行经验。
在数据远传的同时，还可在局域网内通过已授权的浏览器与监测系统进行本地通讯，执行数据浏览及下载等操作，该通讯与iec61850通讯为不同网段，互不干扰。
3、完善的诊断报警功能
系统具备阈值诊断、趋势诊断、通道关联诊断等多重诊断技术，可有效防止对主变缺陷的误报及漏报，当被测设备出现故障时，可立即进行软件报警和短信报警，故障响应时间不超过5分钟，报警功能限值可修改。
4、先进的信号传感技术
1)采用特高频(uhf)法监测变压器的局部放电，配合动态选频检测技术及监听级的uhf信号接收处理，彻底解决现场复杂干扰对检测灵敏度的影响问题，能够灵敏监测到100pc的局部放电信号；
2)采用高精度及高稳定性的零磁通电流传感器，配合高速dft数字处理技术，解决了电容型套管介质损耗测量的精度及稳定性问题，使得监测数据具有较强的可比性。
3)采用基于复合积分的过电压监测方法监测变压器的过电压信号，测量频段30hz～3mhz，可真实还原雷电或操作过电压波形。
4)采用靶式流量计量传感器监测变压器遭受冲击时油管内的油流速突变，具备较高的响应速度及测量准确度，可准确捕捉冲击瞬间的油流速度。
5、简单的调试维护操作
现场监测单元均采用相同的模块化设计结构，现场元器件具有通用性和互换性，且可带电更换，便于维护，同时还具备扩展功能。
6、良好的电磁兼容性
数字化就地智能监测装置从设计到制造的各个阶段，充分考虑到变电站的恶劣电磁环境，具备良好的绝缘性能、电磁兼容性能、环境适应性能、外壳防护性能，完全符合dl/t1498.1-2016的相关规定。
图3为根据本发明实施方式一的用于对变压器故障进行预警的方法300的流程图。如图3所示，本发明的实施方式一提供的额用于对变压器故障进行预警的方法300从步骤301处开始，在步骤301对多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器进行状态监测，获取多个变压器中每个变压器的所有状态参数。优选地，其中所述每个变压器的所有状态参数，包括：变压器局放状态参数、变压器套管状态参数、变压器铁芯及夹件状态参数、变压器暂态电压状态参数、变压器暂态电流状态参数、变压器暂态油流速状态参数、变压器偏磁电流状态参数、变压器振动状态参数、变压器噪声状态参数和变压器基准电压状态参数。
优选地，其中利用特高频无线电波uhf监测变压器的局部放电情况，获取变压器局放状态参数；利用靶式流量计量传感器监测变压器遭受冲击时油管内的油流速突变情况，获取变压器暂态油流速状态参数。
优选地，在步骤302对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，基于数据分析的结果确定所有状态参数中每个状态参数的性能等级。
优选地，其中所述数对所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数进行数据分析，包括：综合所述多个变压器中每个变压器的所有状态参数、在线非实时监测的数据和离线试验数据进行数据分析，确定数据分析的结果。
优选地，在步骤303对与变压器故障监测相关的动态配置文件进行解析以确定每个状态参数的运行标准，根据每个状态参数的运行标准对每个状态参数的性能等级进行评分，并根据所有状态参数中至少一个状态参数的评分确定变压器是否存在故障以及故障类型。
优选地，在步骤304在确定变压器存在故障的情况下，将变压器的标识和故障类型上报给远程监控中心。
优选地，其中所述方法还包括：对多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器的所有状态参数进行存储。
优选地，其中所述方法还包括：显示每个监测装置的运行状态及自检信息。
优选地，其中所述方法还包括：将多个变压器中与多个数据监测节点中每个数据监测节点所归属的变压器的所有状态参数基于iec61850通讯协议上传至远程监控中心；在局域网内通过已授权的设备与多个数据监测点进行本地数据通信。
优选地，其中所述方法还包括：当与变压器的运行状态相关的状态参数异常、监测装置故障或数据通讯故障时发送故障软报文进行报警，以及通过gprs手机短信报警功能进行报警。
本发明的实施例的用于对变压器故障进行预警的方法300与本发明的另一个实施例的用于对变压器故障进行预警的系统100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。