一种变压器重过载数字化预警方法和系统与流程

1.本发明属于电力领域，尤其涉及一种变压器重过载数字化预警方法和系统。


背景技术：

2.信息技术正加速和电力设备进行整合，新型电力行业中，供配电发展的主要趋势为设备数字化。变压器监测仪表应向着数字化方向发展，这是适应新时代电网工作发展的必经之路。电力变压器作为电力系统组成中的关键部分，目前的传统变压器管理平台存在诸多问题：缺乏统一的信息系统，容易出现信息不匹配的孤岛现象，缺乏统一的信息传输和状态展示平台，导致相关工作人员无法及时掌握最新的数据并与数据指标对比，增加了变压器运行风险。


技术实现要素：

3.为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种变压器重过载数字化预警方法和系统，具体技术方案如下：本发明提供一种变压器重过载数字化预警方法，包括：基于变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围；获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据；可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
4.优选的，方法还包括：获取与所述变压器存在联动关系的用电端的工作参数；基于所述变压器的重过载状态，确定所述用电端的联动工作数据；对应的，所述可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息，包括：可视化所述联动工作数据、所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
5.优选的，方法还包括：可视化所述变压器与所述用电端之间的联动关系。
6.优选的，所述实时工作数据包括铁芯电流、油温和负载。
7.优选的，所述变压器重过载状态，包括重载状态和过载状态；其中，所述重载状态包括所述负载在所述变压器的额定容量的80%-100%内，且持续时间超过指定阈值；所述过载状态包括所述负载超过所述变压器的额定容量的100%，且持续时间超过指定阈值；对应的，所述基于变压器重过载状态，确定工作数据的预警范围，包括：基于所述变压器处于所述重载状态和所述过载状态时，所述铁芯电流和所述油温的数值，确定所述预警范围。
8.本发明提供一种变压器重过载数字化预警系统，包括：第一单元，用于基于变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围；第二单元，用于获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据；第三单元，用于可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
9.优选的，系统还包括第四单元，用于获取与所述变压器存在联动关系的用电端的工作参数；
基于所述变压器的重过载状态，确定所述用电端的联动工作数据；对应的，所述第三单元，用于可视化所述联动工作数据、所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
10.优选的，所述第三单元，用于可视化所述变压器与所述用电端之间的联动关系。
11.优选的，所述实时工作数据包括铁芯电流、油温和负载。
12.优选的，所述变压器重过载状态，包括重载状态和过载状态；其中，所述重载状态包括所述负载在所述变压器的额定容量的80%-100%内，且持续时间超过指定阈值；所述过载状态包括所述负载超过所述变压器的额定容量的100%，且持续时间超过指定阈值；对应的，所述第一单元，用于基于所述变压器处于所述重载状态和所述过载状态时，所述铁芯电流和所述油温的数值，确定所述预警范围。
13.本发明的有益效果为：通过解析变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围，可以区别不同工作数据下变压器的正常或异常工作状态；获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据，可以提高针对变压器进入异常工作状态的预警能力；可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息，可以提高人员对信息的接受程度，降低疲劳且提高预警效率。
附图说明
14.图1是根据本发明的变压器重过载数字化预警方法的示意图；图2是根据本发明的变压器重过载数字化预警系统的示意图；图3是根据本发明的变压器重过载数字化预警系统工作流程图的示意图；图4是根据本发明的变压器重过载数字化预警装置的示意图。
15.主要附图标记说明：1-第一单元，2-第二单元，3-第三单元。
具体实施方式
16.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，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
18.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
19.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
20.为了解决或者改善对背景所提出的问题，本发明提供如图1所示一种变压器重过载数字化预警方法，包括：s1、基于变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围；s2、获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据；s3、可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
21.变压器属于电力网络的重要节点，用于将电压进行升高或者降低以适应电力传输以及具体用电终端的需要；如果变压器功能不良，则可能会导致电力输送异常或者导致用电终端损坏，因此电力网络的工作人员需要关注变压器的工作状态以保证电力网络的运行稳定。
22.变压器可能会由于输电线接入的电流的变动导致变压器损坏或者功能不良；又或者由于关联的用电终端的异常导致变压器的功能不良。具体表现为变压器的重/过载状态，即重载状态和过载状态；变压器在处于重载状态和过载状态时，其工作参数以及表现出来的工作数据会符合一定的规律；其中，工作参数为变压器的规格或用电端的规格所对应的参数，而工作数据则是在工作参数的基础上，变压器/用电端实际运行所输出的数据。根据工作数据所表现出来的规律和结果（即进入了重载状态或过载状态），提取得到对应的数据范围，即为工作数据的预警范围。获取变压器的实时工作数据，根据实时工作数据的变化趋势，判断其是否符合上述规律，如果符合，就可以合理推断出实时工作数据后续的变化结果，实现预测后续的工作数据进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据（即变压器进入重载状态或过载状态的对应时间段的工作数据）。工作人员吸收数据存在极限，即人不能在单位时间内无限的吸收/理解数据；同时，人对不同表现类型的数据的接受能力也不一样，例如针对声音数据、视觉数据，更具体的单纯数字和经过处理的图形数据，人的接受能力也有区别。为了提高工作人员对数据的接受能力，可视化所述预测时间和所述预测工作数据；然后根据一定的算法或者数据处理流程，根据预测时间和预测工作数据，输出对应的预警信息。通过数据的可视化，可以提高人的数据吸收能力，同时输出预警信息，还能够提高人员对异常的处理能力。
23.方法还包括：获取与所述变压器存在联动关系的用电端的工作参数；基于所述变压器的重过载状态，确定所述用电端的联动工作数据；对应的，所述可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息，包括：可视化所述联动工作数据、所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
24.变压器并非独立存在，而是作为电力网络的一个环节。具体来说，承接电力输入，并将电力变压后输出。因此，变压器在电力网络中，会存在联动的上下游，例如高压电线和各种耗电设备；这些用电端并非完美运行，会由于各种环境因素和本身的老化、损坏的原因，出现异常；对应的，这部分异常也会影响到变压器的运行。获取这些用电端的工作参数，即为联动工作数据；因为这些会导致变压器异常的联动工作数据的变化也会符合一定的规律，通过监视联动工作数据的变化，也能推断出变压器的变化。显示并根据这些联动工作数据，输出对应的预警信息，可以提高预警的准确性；同时考虑到先有联动工作数据的变化，再有变压器异常，显示并根据这些联动工作数据，还可以提高预警的时效性。
25.方法还包括：可视化所述变压器与所述用电端之间的联动关系。
26.电力网络是一个范围广大的工业系统，很少存在孤立的节点；节点之间存在较大的关联系，会对彼此的工作产生影响。因此，为了提高工作人员对变压器的状态的掌控能
力，不能仅仅关注变压器，而应该同时关注与变压器有联动关系的其他电力网络环节，例如输电环节和用电环节。一般来说，输电环节出现异常的时候，会产生很大的变动，且突然性很高，作为预测的参考时，效果不佳。用电环节，主要包括各种用电设备，数量庞大、分布广且出现异常的类型多，更适合作为预测变压器的工作参数变化的参考。因此，通过可视化所述变压器与所述用电端之间的联动关系，可以有助于工作人员，对当前的变压器可能受到影响的源头有一定的理解。
27.所述实时工作数据包括铁芯电流、油温和负载。
28.所述变压器重过载状态，包括重载状态和过载状态；其中，所述重载状态包括所述负载在所述变压器的额定容量的80%-100%内，且持续时间超过指定阈值；所述过载状态包括所述负载超过所述变压器的额定容量的100%，且持续时间超过指定阈值；对应的，所述基于变压器重过载状态，确定工作数据的预警范围，包括：基于所述变压器处于所述重载状态和所述过载状态时，所述铁芯电流和所述油温的数值，确定所述预警范围。
29.本发明提供如图2所示一种变压器重过载数字化预警系统，包括：第一单元1，用于基于变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围；第二单元2，用于获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据；第三单元3，用于可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
30.通过解析变压器的重过载状态，确定工作数据的预警范围，可以区别不同工作数据下变压器的正常或异常工作状态；获取变压器的实时工作数据，预测其进入所述预警范围的预测时间和对应的预测工作数据，可以提高针对变压器进入异常工作状态的预警能力；可视化所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息，可以提高人员对信息的接受程度，降低疲劳且提高预警效率。
31.系统还包括第四单元，用于获取与所述变压器存在联动关系的用电端的工作参数；基于所述变压器的重过载状态，确定所述用电端的联动工作数据；对应的，所述第三单元，用于可视化所述联动工作数据、所述预测时间和所述预测工作数据并输出对应的预警信息。
32.所述第三单元，用于可视化所述变压器与所述用电端之间的联动关系。
33.所述实时工作数据包括铁芯电流、油温和负载。
34.本发明提供如图3所示一种变压器重过载数字化预警装置，包括：变压器数据库模块，其存储变压器的铁芯电流、油温、负载的监测数据，为后端服务器提供数据服务；负载预测模块，其通过变压器数据库模块获取铁芯电流、油温、负载监测数据，预测变压器短路重载率和过载率，并将预测重载率和过载率数据存储到变压器数据库模块中；监测预警模块，其获取铁芯电流、油温、负载，以及重载率和过载率数据，通过曲线输出大屏显示，根据重载率和过载率的大小进行预警。
35.本发明提供如图4所示变压器重过载数字化预警装置的工作流程图：通过负载预测模块获取负载率预测数据，如果连续3小时出现预测负载在主变额定容量的80%和100%之间，进行重载预警；如果连续3小时出现预测负载大于主变额定容量的100%，进行过载预警。指定阈值可以自由设定，本实施例中，设置为3小时。
36.所述变压器重过载状态，包括重载状态和过载状态；其中，所述重载状态包括所述负载在所述变压器的额定容量的80%-100%内，且持续时间超过指定阈值；所述过载状态包括所述负载超过所述变压器的额定容量的100%，且持续时间超过指定阈值；对应的，所述第一单元，用于基于所述变压器处于所述重载状态和所述过载状态时，所述铁芯电流和所述油温的数值，确定所述预警范围。
37.本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
38.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，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，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
39.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。