变压器保护方法、变压器保护装置及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器保护方法、变压器保护装置及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.伴随电网规模的不断增长，变压器的运行条件日益复杂，而变压器的运行状况直接影响电网。变压器油压释放阀通过检测变压器内油压大小，并根据油压大小进行相应的动作以保护变压器，是保护变压器的重要组配件。然而，从现场运行经验来看，油压释放阀可能会发生异常动作，从而影响变压器的可靠运行。目前由于缺少油压特征的动态监测与记录，现场运行人员无法及时感知可能发生的故障，在故障发生后分析过程中也无有效手段进行故障分析。变压器现场运行过程中油位、油温、压力对于变压器的可靠运行相关性较大，很多故障都是因为油温升高、内部压力增大而油位处在不正常的位置导致的。例如，通常为更好地适配油压释放阀及保证变压器的运行，变压器出厂时，会设定标准的油温-油位曲线。但在实际的注油操作过程中，由于油的呼吸及油浸是缓慢的过程，厂家通常会适当多注一些油以保证注入足够的油量，可能导致加的油过多。当变压器运行时，由于热胀冷缩的效应，使得油温升高、油压增大而导致油位处于非正常位置，进而导致油压释放阀异常动作并损坏变压器。
3.鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的变压器保护方法、变压器保护装置及计算机可读存储介质。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种变压器保护方法、变压器保护装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有的根据油压对变压器进行保护的效果不佳的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的变压器保护方法，所述变压器包括变压器本体和与所述变压器本体连接的油压释放阀，所述变压器保护方法包括以下步骤：
6.获取所述变压器本体内当前油压；
7.比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位；
8.在所述当前油压达到所述预设油压时发出第一报警，以及在所述当前油位达到所述预设油位时发出第二报警。
9.优选地，所述比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位的步骤之后还包括：
10.在所述当前油压达到油压阈值时打开所述油压释放阀，所述油压阈值大于所述预设油压。
11.优选地，所述比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位的步骤之前还包括：
12.获取所述变压器本体内当前油温；
13.所述比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位的步骤包括：
14.在所述当前油压达到所述预设油压时，根据预设时间内所述当前油温与所述当前油位随时间变化获取实际油温油位曲线；
15.将所述实际油温油位曲线与预设油温油位曲线比较，判断所述当前油位是否合理，其中，所述预设油温油位曲线为预设时间内所述预设油位随所述预设油温变化的曲线。
16.优选地，所述将所述实际油温油位曲线与预设油温油位曲线比较，判断所述当前油位是否合理，其中，所述预设油温油位曲线为预设时间内所述预设油位随所述预设油温变化的曲线的步骤包括：
17.计算所述当前油位和所述预设油位的差值；
18.在所述差值位于预设差值范围外，判定所述当前油位不合理。
19.优选地，所述比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位的步骤之后还包括：
20.在所述当前油压达到所述预设油压时，存储所述当前油压。
21.优选地，所述在所述当前油压达到所述预设油压时，存储所述当前油压的步骤之后还包括：
22.存储所述当前油温。
23.优选地，所述存储所述当前油温的步骤包括：
24.将同一时刻的所述当前油压和所述当前油温以映射表方式存储。
25.优选地，所述存储所述当前油温的步骤之后还包括：
26.将所述当前油温、所述当前油压发送至外部设备以供外部设备存储和分析。
27.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种变压器保护装置，所述变压器包括变压器本体和与所述变压器本体连接的油压释放阀，所述变压器保护装置包括：
28.处理器、传感组件、报警器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的变压器保护程序，其中：
29.所述传感组件，包括油压传感器，所述油压传感器用于检测所述变压器本体内的当前油压并发送至所述处理器；
30.所述报警器，所述处理器用于控制所述报警器报警；
31.所述变压器保护程序，被所述处理器执行时实现如上所述的变压器保护方法的步骤。
32.另外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有变压器保护程序，所述变压器保护程序被处理器执行时实现如上所述的变压器保护方法的步骤。
33.本发明技术方案中，变压器包括变压器本体和与所述变压器本体连接的油压释放阀，变压器保护方法包括以下步骤：获取变压器本体内当前油压；比较当前油压和预设油压，以及根据当前油压获取当前油位，并比较当前油位和预设油位；在当前油压达到预设油压时发出第一报警，以及在当前油位达到预设油位时发出第二报警。本发明的变压器保护方法以变压器的油压为研究对象，比较当前油压和预设油压，并在当前油压达到预设油压
时发出第一报警，而且，根据当前油压获取当前油位，并在当前油位达到预设油位时发出第二报警，通过实时采集当前油压，并判断当前油压和当前油位是否合理，并在不合理时作出相应的反馈，即在油压释放阀动作之前进行相应的预警，保护变压器能够正常运行。
34.采用上述技术方案设计所产生的有益效果为：
35.(1)本技术方案可监测油温、油位的数值并通过低功耗的微处理器系统将数值远传送出，同时考虑到更有利的现场分析，该系统同时设计一个就地存储模块，可以在压力值到达报警阈值的时候启动存储逻辑，将报警前、报警中的压力、温度变化情况进行记录，记录的介质为小型的tf存储卡。运维分析人员可随时将tf卡抽出将数据读出分析，便于监测和分析变压器运行状态。
36.(2)存储的数据格式默认为excel表格，可以很方便的绘制出变化曲线，从而结合压力、温度的变化特征评估变压器油量/油位是否合适，从而有计划地进行补油或排油，并预警变压器内部可能的油压释放阀动作趋势，提高了变压器运行的可靠性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本发明一实施例中变压器保护方法的流程示意图；
39.图2为本发明一实施例中变压器的结构示意图；
40.图3为本发明一实施例中储油柜的截面示意图；
41.图4为本发明一实施例中变压器保护装置的结构方框图；
42.图5为本发明一实施例中变压器保护装置的工作流程图。
43.附图标号说明：
[0044][0045][0046]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0047]
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
[0048]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0049]
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0050]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0052]
本发明提出变压器保护方法、变压器保护装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有的根据油压对变压器进行保护的效果不佳的问题。
[0053]
请参照图1和图4、图5，本发明提出一种变压器保护方法，所述变压器包括变压器本体和与所述变压器本体连接的油压释放阀，所述变压器保护方法包括以下步骤：
[0054]
步骤s10：获取所述变压器本体内当前油压；
[0055]
步骤s20：比较所述当前油压和预设油压，以及根据所述当前油压获取当前油位，并比较所述当前油位和预设油位；
[0056]
步骤s30：在所述当前油压达到所述预设油压时发出第一报警，以及在所述当前油位达到所述预设油位时发出第二报警。
[0057]
本发明的变压器包括变压器本体和与变压器本体连接的油压释放阀，变压器保护方法以变压器的油压为研究对象，比较当前油压和预设油压，并在当前油压达到预设油压时发出第一报警，而且，根据当前油压获取当前油位，并在当前油位达到预设油位时发出第二报警，通过实时采集当前油压，并判断当前油压和当前油位是否合理，并在不合理时作出相应的反馈，即在油压释放阀动作之前进行相应的预警，保护变压器能够正常运行。
[0058]
本发明的变压器保护方法提供一种科学、合理、考虑全面的变压器保护，能够根据油压释放阀的结构特点设计可监测油温、油压的油压释放阀。首先，明确所需要设计的变压器油压释放阀对于油温、油压所要求的传感器参数，如油温上下限范围、油压最大量程及分辨率等，根据所明确的传感器参数，根据参数特征选择传感器的材料、体积、供电方式、输出方式等；其次，依据应用变压器油压释放阀的结构要求，限制变压器油压释放阀结构参数范围，以确保现场安装测量的可行性及要求，根据所筛选的结构参数，确定好结构之后根据电参数进行传感器的选型，进而设计处理电路，设计功能，最终实现结构与硬件部分的融合，设计油温传感器和油压传感器的探头接触到油部分的体积、信号引出方式、防渗油措施；考虑处理器4所在线路板部分的绝缘、安装、电磁屏蔽等；再次，根据拟设计的变压器油压释放阀结构，从中筛选用于优化设计的传统油压释放阀结构参数。
[0059]
其中，油压传感器22的选型根据变压器的油位变化上下限进行，油温传感器21的选型根据变压器顶层油温的上下限进行；油压传感器22和油温传感器21工作时都是浸在油中的，选型时要考虑长期浸油工作的寿命。
[0060]
变压器包括与变压器本体10连接的储油柜20以及和储油柜20连接的呼吸器导气管30，呼吸器导气管30的顶端与储油柜20的底端连通，呼吸器导气管30的底端设有油压传感器22，处理器3还用于在当前油压达到预设油压时控制报警器5报警。为了使现场能够获知当前油压的状况，在当前油压达到预设油压时，处理器3控制报警器5报警，现场人员可根据报警情况获知当前油压达到预设油压。报警器5可采用警示灯、蜂鸣器等。
[0061]
在一实施例中，步骤s20之后还包括：
[0062]
在所述当前油压达到油压阈值时打开所述油压释放阀，所述油压阈值大于所述预设油压。
[0063]
在当前油压达到油压阈值时，处理器3控制油压释放阀的阀体1打开变压器本体10，以释放变压器本体10内的压力而保护变压器。
[0064]
进一步地，步骤s20之前还包括：
[0065]
获取所述变压器本体内当前油温；
[0066]
步骤s20包括：
[0067]
在所述当前油压达到所述预设油压时，根据预设时间内所述当前油温与所述当前油位随时间变化获取实际油温油位曲线；
[0068]
将所述实际油温油位曲线与预设油温油位曲线比较，判断所述当前油位是否合理，其中，所述预设油温油位曲线为预设时间内所述预设油位随所述预设油温变化的曲线。
[0069]
油温传感器21设于变压器本体10内，处理器3还用于在当前油压达到预设油压时根据当前油温和当前油位随时间的变化值获取实际油温油位曲线，通过将实际油温油位曲线与预设油温油位曲线比较，在比较不一致时控制报警器5报警。对于变压器油压释放阀来说，设计两种报警条件：一是当前油压接近变压器油压释放阀动作的预设油压，二是油温、油位的关系不符合出厂设计的油温油位关系曲线。当实际油温油位曲线与预设油温油位曲线不一致时，可通过处理器3控制报警器5报警，即可实时诊断变压器是否存在少油、油量过多的问题。以下采用调整时间窗算法对此进行推导说明，计算当前油温、当前油压的变化情况、评估当前油位、当前油温的关系曲线是否合理，指导运维人员进行补油或排油。
[0070]
请结合图2和图3所示，对截面为圆形的储油柜20计算油温、油位曲线依据的推导关系进行说明：
[0071]
δv＝bg0.9*δt(1)
[0072]
δv-变化的体积，m3[0073]
b-变压器油膨胀系数
[0074]
g-变压器总油重，kg
[0075]
δt-变化的油温，℃
[0076]
将变化的体积δv除以储油柜20长度l得出变化的面积δs，面积s应等于1/2圆面积减去α角所对应的扇形面积再加上δaob的面积，即：
[0077]
[0078]
用式(1)除以l为式(3)
[0079][0080]
变压器的参数：g、b、r、l为常数。
[0081]
通过式(3)，可求出不同的变化油温δt所对应的油位高度h。
[0082]
由上可知，变压器油压释放阀可以通过实测不同的变化油温计算出对应的油位h1，变压器油压释放阀中的油压传感器22可以依据油位与油压大小成线性这一关系实测出油位h2，计算出的油位h1和实测油位h2进行比较，即可推断出当前油温下的油位是否合理，进而推断是否符合出厂设计的油温油位关系。
[0083]
另外，在一实施例中，所述将所述实际油温油位曲线与预设油温油位曲线比较，判断所述当前油位是否合理，其中，所述预设油温油位曲线为预设时间内所述预设油位随所述预设油温变化的曲线的步骤包括：
[0084]
计算所述当前油位和所述预设油位的差值；
[0085]
在所述差值位于预设差值范围外，判定所述当前油位不合理。
[0086]
处理器3用于根据当前油压计算出当前油位，将当前油位和预设油位的差值计算出，并比较该差值与预设差值范围，当该差值在预设差值范围外时，说明当前油位不合理，判断预设油位是否合理，以更好地保护变压器，本实施例中，通过当前油压与当前油位的线性关系，可计算出当前油位，即当前油位，从而通过将预设油位和当前油位进行比对，当预设油位和当前油位不等时，可通过调整油压、油温以实现二者的平衡。
[0087]
其中，步骤s20之后还包括：
[0088]
在所述当前油压达到所述预设油压时，存储所述当前油压。
[0089]
变压器油压释放阀还包括与处理器3电连接的存储器4，处理器3还用于在当前油压达到预设油压时将当前油压存储于存储器4内。为更有利的现场分析，可设计就地存储器4，处理器3在油压值到达报警阈值即预设油压的时候启动存储器4，因变压器油压释放阀的油压采集持续进行，可将达到阈值报警前、报警中、报警后的油压、油温变化情况进行记录，记录的介质为u盘或存储卡，运维分析人员可随时将存储介质抽出进行数据分析。并且，可根据报警阈值即预设油压作为触发条件对变化情况进行记录，从而作为故障预警和故障后期分析的有效手段。
[0090]
进一步地，为了实现多种功能，所述在所述当前油压达到所述预设油压时，存储所述当前油压的步骤之后还包括：
[0091]
存储所述当前油温。
[0092]
处理器3还用于将当前油温存储于存储器4内。为实现更全面的分析，可将当前油温存储于存储器4内。
[0093]
另外，在上述的实施例中，所述存储所述当前油温的步骤包括：
[0094]
将同一时刻的所述当前油压和所述当前油温以映射表存储。
[0095]
存储器4为可读写存储器4，处理器3还用于将同一时刻的所述当前油压和所述当前油温以映射表存储于存储器4内。读出的数据为excel格式，可以更方便地绘制出变化曲线，从而结合油压、油温的变化特征评估变压器油量是否合适，从而预警变压器内部可能的变压器油压释放阀动作趋势。
[0096]
在一实施例中，所述存储所述当前油温的步骤之后还包括：
[0097]
将所述当前油温、所述当前油压发送至外部设备以供外部设备存储和分析。
[0098]
变压器油压释放阀还包括与处理器3电连接的通信器，处理器3还用于通过通信器与外部设备通信，以将当前油温、当前油压发送至外部设备。为实现远程分析，可将油温、油位的数值通过低功耗的微处理器系统远程传送至外部设备，在外部设备对油温、油位的数值进行分析。
[0099]
另外，请结合图4所示，本发明还提出一种变压器保护装置，变压器包括变压器本体10和与变压器本体连接的油压释放阀，变压器保护装置包括：处理器3、传感组件2、报警器4、存储器5及存储在存储器5上并可在处理器3上运行的变压器保护程序，其中：传感组件2包括油压传感器22，油压传感器22用于检测变压器本体内的当前油压并发送至处理器3；处理器3用于控制报警器4报警；变压器保护程序被处理器3执行时实现如上所述的变压器保护方法的步骤。
[0100]
本发明的变压器包括变压器本体10与变压器本体10连接的油压释放阀，变压器保护装置包括处理器3、报警器5以及传感组件2，在一实施例中，油压释放阀包括阀体1，传感组件2包括油温传感器21和油压传感器22，阀体1、油温传感器21、油压传感器22以及报警器5分别与处理器3电连接。当需要对变压器的油温和油压进行检测时，油温传感器21检测储油柜20内的当前油温并将当前油温发送至处理器3，油压传感器22检测呼吸器导气管30内的当前油压并将当前油压发送至处理器3，处理器3接收当前油温和当前油压，并比较当前油压与预设油压，在当前油压达到预设油压时控制报警器5发出第一报警，在当前油位达到预设油位时控制报警器5发出第二报警。本发明的变压器本体和与变压器本体连接的油压释放阀，变压器保护方法以变压器的油压为研究对象，比较当前油压和预设油压，并在当前油压达到预设油压时发出第一报警，而且，根据当前油压获取当前油位，并在当前油位达到预设油位时发出第二报警，通过实时采集当前油压，并判断当前油压和当前油位是否合理，并在不合理时作出相应的反馈，即在油压释放阀动作之前进行相应的预警，保护变压器能够正常运行。
[0101]
其中，变压器本体10、油压释放阀安装到变压器本体10上部，变压器本体10顶部连接有储油柜20，储油柜20的底端设有呼吸器导气管30。油压传感器21和油温传感器22均安装于油压释放阀的阀体1内部，从而可实时采集油压释放阀承受的压力，当压力达到阈值后，会通过呼吸器导气管30进行压力释放。
[0102]
另外，本发明提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有变压器保护程序，变压器保护程序被处理器执行时实现如上的变压器保护方法的步骤。
[0103]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。