一种配电网线路变压器安全防护系统及方法与流程

本技术涉及变压器安全防护系统，更具体地说，涉及一种配电网线路变压器安全防护系统及方法。

背景技术：

1、配电网线路是将将变电站的电能传输到最终用户的电网系统，包括不同电压等级的电缆、导线、变压器和其他设备，以确保电能安全、高效地分配到各个用户和设备；变压器用于改变电能的电压等级，在配电网中，占据重要的角色，因此，变压器的正常运行是决定配电网安全运行的重要设备之一，变压器的运行状态是否属于异常，以变压器运行温度是否异常为标准之一，但是实际的应用领域中，配电网负荷量变化导致电流、电压异常，配电网出现短路或故障，环境温度变化，变压器自身老化及绝缘保护损坏等，均可造成变压器工作异常，包括变压器的震动频率异常等，以往变压器出现温度异常情况发生时，虽然能实现远程报警，但是需要通过综合因素判定变压器异常工作的原因，并无法或难以快速实现区分，导致变压器出现异常工作时，不能及时的对异常变压器进行维保或故障消除工作；

2、此外现有的配电网线路变压器安全防护系统虽然配置了温度、电压或者电流传感器以及空调设备进行多环境参数和用电安全的监测，但是其监测结果仅仅是依赖传感器的单一输出结果，如果传感器发生超量程或者损坏，则无法及时的发现，需要设置专门的备用传感器或者专门的校验传感器，因此使得整体成本较高，且更为不利的是在进行传感器状态检测时还需要停机作业。

3、针对上述中的相关技术中，发明人认为，鉴于此，我们提出一种配电网线路变压器安全防护系统及方法。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本技术的目的在于提供一种配电网线路变压器安全防护系统及方法，解决了上述背景技术中的以往变压器出现温度异常情况发生时，虽然能实现远程报警，但是需要通过综合因素判定变压器异常工作的原因，并无法或难以快速实现区分，导致变压器出现异常工作时，不能及时的对异常变压器进行维保或故障消除工作的技术问题，实现了通过设置若干实时采集单元对配电网线路变压器的运行数据进行实时采集，将采集的数据集实时分类输入云服务器，并建立温度模型，温度模型通过训练和迭代更新，可用于未知数据进行准确的判定，通过建立变压器的热模型可有效的实时监测变压器的工作状态，判定出是否因环境和负载温度引起变压器运行异常，或者因配电网出现设备短路和故障引起变压器温度陡升、电流异常变化及设备震动异常等情况，实时对变压器的异常工作进行预警和报警处理，及时应对和分情况处理的技术效果。

3、2.技术方案

4、本技术技术方案提供了一种配电网线路变压器安全防护系统，包含若干实时采集单元，所述实时采集单元电性连接有通讯模块，所述通讯模块电性连接有云服务器，所述实时采集单元通过通讯模块将采集的数据实时输入云服务器，所述云服务器电性连接有数据处理模块、分析模块及处理模块，所述数据处理模块将输入云服务器内采集的数据信息处理，所述数据处理模块将采集的数据集建立温度模型，所述分析模块对温度模型进行评估、误差分析及参数调优等处理，所述处理模块依据数据分析的判定结果电性连接有执行单元。

5、通过采用上述技术方案，通过设置若干实时采集单元对配电网线路变压器的运行数据进行实时采集，将采集的数据集实时分类输入云服务器，并建立温度模型，温度模型通过训练和迭代更新，可用于未知数据进行准确的判定，通过建立变压器的热模型可有效的实时监测变压器的工作状态，判定出是否因环境和负载温度引起变压器运行异常，或者因配电网出现设备短路和故障引起变压器温度陡升、电流异常变化及设备震动异常等情况，实时对变压器的异常工作进行预警和报警处理，及时应对和分情况处理。

6、可选的，所述实时采集单元包括有环境和设备温度传感器、电流和电压传感器、监控设备以及振动传感器，所述环境和设备温度传感器包括温湿度传感器和变压器油温传感器，所述监控设备包括图像摄像设备。

7、通过采用上述技术方案，环境和设备温度传感器、电流和电压传感器、监控设备以及振动传感器可实现环境温度、变压器油温、电流、电压及振动频率数据采集，通过图像摄像设备定期采集变压器高清图像，可远程判定变压器是否老化、损坏。

8、可选的，所述数据处理模块用于将采集的数据信号去燥、滤波等预处理，所述数据处理模块的信息处理过程包括有分类识别和安全预警，所述云服务器还包括有存储模块，所述分类识别和安全预警同步上传至云服务器，并通过所述存储模块进行留档分存。

9、通过采用上述技术方案，数据处理模块通过将采集的环境温度、变压器油温、电流、电压及振动频率数据采集及图像进行数据预处理，并分类识别、分类存储，通过安全预警可实现配电网线路的自动巡检和故障测试，并且依据不同的故障可实现云端报警处理。

10、可选的，所述数据处理模块通过分类识别用于将采集的数据，如环境和设备温度、电流、电压及振动等数据进行分类采集并识别分类后，同步输入云服务器，将采集的数据集划分为测试集、训练集及验证集，用于温度模型不断反复训练使用，通过不断测试、验证模型数据的准确性，不断评估和优化，不断更新温度模型参数，提高模型对未知数据预测的准确性。

11、通过采用上述技术方案，温度模型通过训练集进行大量的模型训练，并通过测试集对数据进行测试，检测数据的准确性，通过验证和分析可不断的参数调整、更新，实现温度模型的迭代更新处理，可提高未知数据判定的准确性。

12、可选的，所述安全预警包括有报警模块、故障模拟器及信息巡检，所述安全预警通过报警模块、故障模拟器及信息巡检用于对配电网线路进行故障模拟和巡检，用于对未知数据进行预警和实时报警处理。

13、通过采用上述技术方案，通过定期的对配电线路使用故障模拟器进行模拟电路故障处理，如短路和故障，可实现大量的故障数据信息采集，实现温度模型的高强度训练，可有效的区分环境温度、油温变化与配电网线路故障引起变压器温度异常。

14、可选的，所述故障模拟器包括有过载、短路及通断等测试，所述报警模块用于系统分析模块判定采集的数据异常时，云服务器通过云终端设备自动报警处理。

15、通过采用上述技术方案，故障模拟器通过过载、短路及通断等测试，可为实时采集单元提供大量的数据信息采集，且通过设置的报警模块可有效的对每次测试的故障种类进行归类，可通过云端设备进行快速区分。

16、可选的，所述信息巡检包括有遥控测试、数据存储和备份、设备状态监测及电能质量分析，所述设备状态监测通过图像监控设备定期拍摄并上传高清图像于云服务器，判定变压器是否老化、损坏等，所述电能质量分析用于包括电压波形、谐波及闪烁等，以确保电力质量符合标准，避免设备损坏或电力质量问题。

17、通过采用上述技术方案，通过遥控测试可调控远程遥控控制功能设备的目的，通过图像监控设备定期将变压器的高清图像信息上传云端，可直观的判定变压器是否老化等，通过电能质量分析，可保证配电网线路的电力质量符合线路运行的正常范围，保证配电线路的正常安全运行。

18、可选的，所述执行机构用于电性连接若干空调风机及功能设备，所述处理模块用于确保数据库的有效管理和安全性，同时优化查询性能以提高响应时间。

19、通过采用上述技术方案，当判定变压器温度异常时，可通过远程控制执行模块工作，使若干空调风机及功能设备工作，实现变压器降温处理。

20、一种配电网线路变压器安全防护系统的方法，包括以下步骤：

21、s1、通过在变压器安装室内设置对台温控设备，如空调风机设备，安装诸多实时采集单元，包括电流、电压传感器、环境和设备温度传感器，固定式监控设备以及振动传感器，实时采集电流、电压、温度及震动数据，并定期采集图像数据；

22、s2、在一日的时间范围内，分为早、中及晚用电负荷量，并统计最高和最低峰值，以及对应的变压器温度、电流等数据，按照天、周及月为时间计量单位，生产统计报表；

23、s3、通过通讯模块将采集的数据集同步输入云服务器，数据处理模块将采集的数据集分类识别并加以降噪、滤波等处理，建立温度模型，将分类数据集划分为测试集、训练集及验证集，对模型进行不断训练，并测试数据的准确性，不断优化和更新，可提高模型对未知数据预测的准确性；

24、s4、当配电网负荷发生骤然陡升时，系统监测并判定出变压器周围环境和设备温度异常，变压器输出电流和电压异常，分析模块判定配电网故障，控制多台空调风机工作，降温处理；

25、s5、当配电网出现短路或者故障时，导致电流异常增加，产生额外的热量，导致变压器温度异常升高，变压器振动异常，通过云终端智能报警处理，并通过主动派发，快速处理故障；

26、s6、内部校验模块在收集到一定量数据集后将实时采集单元采取获取的温度、电流和电压传感器数据均增加时间戳，并一时间轴组件温度曲线和功率曲线，将两曲线置于同一坐标轴下并将两者的变化趋势进行比较，如果变化曲线一致则判定空调风机设备失效，如果曲线变化不一致，则选取功率上升或者下降段是否出现温度变化曲线的小幅度相应波动，该选取功率上升或者下降段对应的温度区间为第一温度区间，如果没有波动则判定温度传感器失效，如果有波动则提示温度传感器正常并选取新的温度波动区间，并观察该新的温度波动区间的功率是否该发生变化，如果没有变化则判定电流或者电压传感器失效，其中新的温度波动区间为第二温度区间，第二温度区间与第一温度区间对应不同的时间段。

27、可选的，步骤s2中，根据日、周及月统计报表分析结果，区分配电网使用正常和异常状态，针对性挑选出异常变压器工作时间段，对挑选出的异常变压器进行单独巡检和测试处理，检测异常变压器是否老化、损坏。

28、通过采用上述技术方案，通过对单独异常变压器进行挑选，可实现对配电网线路上的异常变压器及时维保或更换处理，避免出现重大险情，造成无法挽回的损失。

29、3.有益效果

30、本技术技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

31、1、通过设置若干实时采集单元对配电网线路变压器的运行数据进行实时采集，将采集的数据集实时分类输入云服务器，并建立温度模型，温度模型通过训练和迭代更新，可用于未知数据进行准确的判定，通过建立变压器的热模型可有效的实时监测变压器的工作状态，判定出是否因环境和负载温度引起变压器运行异常，或者因配电网出现设备短路和故障引起变压器温度陡升、电流异常变化及设备震动异常等情况，实时对变压器的异常工作进行预警和报警处理，及时应对和分情况处理。

32、2、本技术设置有内部校验模块，无需专门设置传感器校验模块也无需停机作业，通过在闲置时段收集数据即可完成多个传感器的自校验，内部校验模块在收集到一定量数据集后将实时采集单元采取获取的温度、电流和电压传感器数据均增加时间戳，并一时间轴组件温度曲线和功率曲线，将两曲线置于同一坐标轴下并将两者的变化趋势进行比较，如果变化曲线一致则判定空调风机设备失效，如果曲线变化不一致，则选取功率上升或者下降段是否出现温度变化曲线的小幅度相应波动，该选取功率上升或者下降段对应的温度区间为第一温度区间，如果没有波动则判定温度传感器失效，如果有波动则提示温度传感器正常并选取新的温度波动区间，并观察该新的温度波动区间的功率是否该发生变化，如果没有变化则判定电流或者电压传感器失效，其中新的温度波动区间为第二温度区间，第二温度区间与第一温度区间对应不同的时间段。