一种智能变压器及智能变压器监控系统的制作方法

本实用新型涉及自动化技术领域，特别涉及一种智能变压器及智能变压器监控系统。

背景技术：

电力变压器是电力系统中最重要的电力设备之一。为了避免由变压器引起的大型事故和经济损失，对变压器进行实时在线监控是非常重要的。目前大多数现有的变压器状态监控设备都独立于变压器，在变压器的外部布置一些传感器，这会导致定位不准确以及定位延迟。此外，需要额外的工作来调整监控设备适用于变压器。

参考文献us20190072460a1提出了一种监控并且自动报告电机和变压器状况的方法和设备。

目前市场上还有针对初级工业提供状况监控系统作为扩展的变压器单元服务的一部分。

然而，在这些专利或者产品中，监控系统都是被设计为独立于变压器，难以监控变压器的内部状态，而且需要额外的成本和工作来调整监控系统适用于变压器。

技术实现要素：

本实用新型实现了一种智能变压器，包括变压器、一个或多个智能传感器、ai模块和收发器，

所述一个或多个智能传感器用于采集变压器的状态数据，所述智能传感器具有内置的控制器，所述控制器对采集的所述状态数据进行预处理，并将经预处理的状态数据发送给ai模块；

所述ai模块对所述经预处理的状态数据进行智能分析，得到针对所述变压器的故障诊断和维护建议信息；以及

所述收发器将所述故障诊断和维护建议信息发送给外部监控设备。

可选地，所述一个或多个智能传感器包括用于测量油中溶解气体的传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、声音传感器中的至少一项。

可选地，所述一个或多个智能传感器根据其测量的数据类型而布置在所述变压器的相应位置。

可选地，所述传感器与所述ai模块之间以及所述ai模块与所述收发器之间采用有线或者无线方式进行通信。

可选地，所述收发器与所述外部监控设备之间采用无线方式进行通信。

可选地，所述控制器为一个微处理器芯片，对所述状态数据进行数据融合和特征提取。

本实用新型的另一个实施例提供了一种智能变压器监控系统，包括服务器、网关和如以上所述的智能变压器，

所述智能变压器将ai模块通过对智能传感器采集的状态数据进行分析，收发器将得到的故障诊断和维护建议信息发送至网关；

所述网关将所述故障诊断和维护建议信息转换为所述服务器能够识别的格式，将转换后的故障诊断和维护建议信息发送至服务器；以及

所述服务器用于对所述智能变压器的状态进行远程实时监控。

根据本实用新型的智能变压器，在变压器内部增加了低功率、低成本、高性能的智能传感器，可以更准确地采集与变压器有关的状态数据；智能传感器中内置的控制器，可以对状态数据进行预处理，从而可以提高ai模块的工作效率；ai模块通过利用大数据训练得到的数据分析模型针对变压器进行诊断，并且提出维护建议，分析效率高，并且诊断结果和维护建议更加准确；通过预处理和预诊断，得出设备的状态情况后，可以给维护和维修方案留出足够的时间；可以优化人员和资源的采购和利用；在选择和安装变压器和监控设备方面也更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是示出了根据本实用新型的一个实施例的智能变压器100的示例性配置的示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的智能变压器监控系统200的示例性配置的示意图。

附图标记说明

100智能变压器102变压器

104一个或多个智能传感器106ai模块

108收发器200智能变压器监控系统

202服务器204网关

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出了一种智能变压器，其采用机电解决方案，在传统的变压器内嵌入能够支持状态测量和预测分析的硬件模块，从而使得变压器的可用性提高。

下面将结合附图来描述根据本实用新型实施例的智能变压器。

图1是示出了根据本实用新型的一个实施例的智能变压器100的示例性配置的示意图。

如图1所示，根据本实用新型实施例的智能变压器100包括：包括变压器102、一个或多个智能传感器104、ai(人工智能)模块106和收发器108。

其中，一个或多个智能传感器104用于采集变压器102的状态数据。

具体地，所述一个或多个智能传感器104可以是用于测量油中溶解气体的传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器、声音传感器等中的一项或多项。

每个智能传感器104根据其所要测量的数据类型而布置在所述变压器102的相应位置。

例如，用于测量油中溶解气体的传感器可以布置在变压器油箱中的变压器油中，来测量变压器油的成分；超声波传感器可以安装在变压器的外壳上，通过测量声波信号的发射和接收的时间差，来进行设备材料探伤；振动传感器和声音传感器可以安装在变压器内部来采集振动信号和声音信号等。

本领域技术人员可以根据需要将各个传感器布置在适当的位置处，来测量变压器的不同状态数据；所采用的传感器可以不限于以上所述类型的传感器，也可以根据需要而使用其他类型的传感器，在此不再详述。

每一个智能传感器104具有一个内置的控制器(图中未示出)，所述控制器可以是一个微处理器芯片，用于对智能传感器104所采集的状态数据进行预处理，并将经预处理的状态数据发送给ai模块106。

具体地，控制器可以对所采集的状态数据进行数据融合和特征提取，例如可以对数据执行fft(快速傅里叶变换)、数据压缩等处理。

通过利用智能传感器104中的控制器对所采集的数据进行预处理，可以避免ai模块106要处理的数据量过大，从而可以提高ai模块的效率。

预处理后的数据被提供给ai模块106，ai模块106可以对经过预处理的状态数据(例如通过fft分析提取的特征数据)进行智能分析，从而得到针对变压器102的故障诊断和维护建议信息。

其中，传感器104和ai模块106之间以及ai模块106与收发器108之间的通信方式可以采用有线方式也可以采用无线方式。

其中，ai模块106中可以包括预先通过机器学习得到的一个数据分析模型，利用该数据分析模型可以对变压器的状态数据进行智能分析，得到故障诊断和维护建议信息。例如，数据分析模型可以是通过神经网络训练得到的一个神经网络模型。利用神经网络模型对变压器的状态进行智能分析，可以提高分析效率和诊断维护的准确率。

ai模块106分析得到的故障诊断和维护建议信息可以通过收发器108发送给外部监控设备。

收发器108是一个无线收发器，与外部监控设备之间采用无线方式进行通信。

通常变压器可能位于室外，外部监控设备例如是远程服务器，无线收发器将对于变压器的故障诊断和维护建议信息发送至远程服务器上的在线平台，使得工作人员可以方便地远程对变压器进行状态监视和控制。

收发器108与外部监控设备之间可以采用例如lora、zigbee、sub-1g等通信协议进行通信。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的智能变压器监控系统200的示例性配置的示意图。

根据本实用新型的一个实施例的智能变压器监控系统200包括服务器202、网关204以及以上参照图1所描述的智能变压器100。

其中，如上所述，智能变压器100的ai模块106对智能传感器104采集的变压器102的状态数据进行分析，得到的故障诊断和维护建议信息可以通过收发器108发送至外部监控设备。

在本实施例中，故障诊断和维护建议信息先被发送至网关204，网关204可以将所述故障诊断和维护建议信息转换为服务器202能够识别的格式(例如tcp/ip格式)，然后将转换后的故障诊断和维护建议信息传送至服务器202。

工作人员可以在服务器端根据服务器202接收到的故障诊断和维护建议信息对智能变压器进行远程实时监控。

本实用新型各个实施例至少具有如下有益效果：

根据本实用新型的智能变压器，在变压器内部增加了低功率、低成本、高性能的智能传感器，可以更准确地采集与变压器有关的状态数据；智能传感器中内置的控制器，可以对状态数据进行预处理，从而可以提高ai模块的工作效率；ai模块通过利用大数据训练得到的数据分析模型针对变压器进行诊断，并且提出维护建议，分析效率高，并且诊断结果和维护建议更加准确；通过预处理和预诊断，得出设备的状态情况后，可以给维护和维修方案留出足够的时间；可以优化人员和资源的采购和利用；在选择和安装变压器和监控设备方面也更加方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。