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一种 变压器运行能力全自动检测系统

阅读：189发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种变压器运行能力全自动检测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种变压器运行能力全自动检测系统，包括变压器、参量数据获取模块、归一化处理模块、等效系数获取模块、过负荷状态数据获取模块以及数据分析模块，所述参量数据获取模块、所述归一化处理模块、所述等效系数获取模块、所述过负荷状态数据获取模块以及所述数据分析模块均与所述变压器电性连接；本发明通过综合固有特性、运行工况、运行环境等各参量数据以及变压器运行能力综合检测评估值的计算，可以对变压器运行能力进行客观的量化评估；根据实时获取的变压器的等效起始负荷系数和变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，能够实时得出变压器处于过负荷运行时的允许运行时间，便于维护人员对变压器进行及时地维护。，下面是一种变压器运行能力全自动检测系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，包括变压器(1)、参量数据获取模块(2)、归一化处理模块(3)、等效系数获取模块(4)、过负荷状态数据获取模块(5)以及数据分析模块(6)，所述参量数据获取模块(2)、所述归一化处理模块(3)、所述等效系数获取模块(4)、所述过负荷状态数据获取模块(5)以及所述数据分析模块(6)均与所述变压器(1)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述参量数据获取模块(2)用于获取所述变压器的运行工况和运行环境的参量数据，并获得所述变压器的固有特性的参量数据；
所述归一化处理模块(3)用于将所述变压器的运行工况、运行环境以及固有特性的参量数据进行归一化处理；
所述等效系数获取模块(4)用于获取所述变压器的等效起始负荷系数；
所述过负荷状态数据获取模块(5)用于实时获取变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，以及变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻的环境温度；
所述数据分析模块(6)，用于基于所述变压器的等效起始负荷系数，以及在所述变压器出现过负荷运行首次采样得到的过负荷倍数，并根据所述变压器的各个负荷曲线，得出所述变压器处于过负荷运行时初始采样时刻的允许运行时间。
3.根据权利要求2所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述参量数据还分为定性指标参量和定量性指标参量，其中，
所述定性指标参量，采用专业技术人员评估方法获得，评估区间为[0，1]，分值越大，所述定性指标性能越优；
所述定量性指标参量进行归一化处理，采用如下方法；
式中，Ai为第i个参量的归一化值；B0为该参量的允许值；Bmax为该指标的极限值；Bi为该指标的实测值；p为参数变化对所述变压器(1)状态的影响程度；所述定量指标参量包括负荷水平a1、环境温度a2、平均温度a3、环境湿度a4、电压偏差a5、温升水平a6、噪声水平a7、THD值a8、使用年限a9，所述定性指标参量包括绝缘等级b1、绝缘水平b2、冷却结构b3、外壳类型b4、检修记录b5等。
4.根据权利要求3所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述变压器(1)的等效起始负荷系数的计算公式为：
式中，表示所述变压器(1)的等效起始负荷系数的值，表示所述变压器(1)处于正常运行状态时第i+1次采样得出的所述变压器(1)采样数据的均方值，i取0至m，m为预先设定的自然数；Δt0表示所述变压器(1)处于正常运行状态时预设的数据采样间隔数据的初始值，当i大于等于1时，Δti表示所述变压器(1)处于正常运行状态时第i次采样和第i-1次采样之间的数据采样间隔，t表示设定的初始负荷等效时间。
5.根据权利要求4所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述变压器(1)处于过负荷运行时的当前采样时刻过负荷倍数的计算公式为：
式中，Seq(g)表示所述变压器(1)处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，表示所述变压器(1)处于过负荷运行时第j+1次采样得出的所述变压器(1)采样数据的均方值，j取0至n，n+1为所述变压器(1)处于过负荷运行时截止到当前采样时刻所述变压器数据的采样次数；ΔT0表示所述变压器(1)处于过负荷运行时预设的数据采样间隔数据的初始值，当j大于等于1时，ΔTj表示所述变压器(1)处于过负荷运行时第j次采样和第j-1次采样之间的数据采样间隔，tg表示所述变压器(1)处于过负荷运行时截止到当前采样时刻的所述变压器(1)过负荷运行时间。
6.根据权利要求5所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述装置还包括数据显示模块(7)，所述数据显示模块(7)用于在得出所述变压器(1)处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间之后，将所述变压器(1)处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间进行实时显示。
7.根据权利要求6所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述变压器(1)的运行能力包括良好、一般、注意、严重4个等级，分别用V1、V2、V3、V4表示。
8.根据权利要求7所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述装置还包括检测标准模块(8)，所述检测标准模块(8)负责获得所述变压器(1)运行能力综合检测评估值W；
vk为V1～V4四种状态所对应的分值，分别为1～4；xk为经过模糊综合评判得到的评估指标。
9.根据权利要求8所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述评估值W与所述变压器(1)运行能力对应关系如下：0＜W≤1表示所述变压器(1)运行能力为良好，1＜W≤2表示所述变压器(1)运行状态为一般，2＜W≤3表示所述变压器(1)运行状态为注意，3＜W≤4表示所述变压器(1)运行状态为严重。
10.根据权利要求9所述的一种变压器运行能力全自动检测系统，其特征在于，所述定量指标参量采用半梯形和半岭形相结合的分布函数来确定其参量标准；所述定性指标参量采用半梯形和三角形相结合的分布函数来确定其参量标准。

说明书全文

一种变压器运行能力全自动检测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力及其自动化、以及变压器检测技术领域，尤其涉及一种变压器运行能力全自动检测系统。

背景技术

[0002] 为了保证变压器能够正常运行，应经常进行下列几项测试:(1)温度测试：变压器运行状态是不是正常，温度的高低是很重要的。规程规定上层油温不得超过85度(即温升55度)。一般变压器都装有专用温度测定装置。

[0003] (2)负荷测定：为了提高变压器的利用率，减少电能的损失，在变压器运行中，必须测定变压器真正能承担的供电能力。

[0004] 正常运行时，变压器负荷一般不应超过其额定容量，但在特殊情况下，它也可以在规定的范围内过负荷运行。变压器过负荷能力的大小和持续时间，是根据一定的运行情况(如负荷变化、周围介质温度等)以及变压器绝缘老化等条件决定的。当变压器存在较大缺陷时，如冷却系统不正常、严重漏油、色谱分析不正常等情况下，不应过负荷运行。

[0005] 变压器过负荷运行后会带来下面三种后果：

[0006] 1、变压器运行温度升高，使变压器内部过热，绝缘老化加剧，使变压器的寿命减少；

[0007] 2、变压器温度本身就是损耗，所以过载会带来损耗加大，电能被浪费；

[0008] 3、变压器二次输出电压降低，使电能质量得不到保障。

[0009] 变压器运行能力受多种因素的影响，其运行能力也处在动态的发展变化中，由于变压器的负荷通常处于波动状态，这样，从变压器的各个负荷曲线得出的变压器过负荷允许运行时间将不具备实时性和准确性。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提供一种变压器运行能力全自动检测系统，该系统可弥补现有的变压器运行能力检测的实时性和准确性不够的不足。

[0011] 为实现上述目的，本发明的目的在于提供一种变压器运行能力全自动检测系统，包括变压器、参量数据获取模块、归一化处理模块、等效系数获取模块、过负荷状态数据获取模块以及数据分析模块，所述参量数据获取模块、所述归一化处理模块、所述等效系数获取模块、所述过负荷状态数据获取模块以及所述数据分析模块均与所述变压器电性连接。

[0012] 作为优化，所述参量数据获取模块用于获取所述变压器的运行工况和运行环境的参量数据，并获得所述变压器的固有特性的参量数据；

[0013] 所述归一化处理模块用于将所述变压器的运行工况、运行环境以及固有特性的参量数据进行归一化处理；

[0014] 所述等效系数获取模块用于获取所述变压器的等效起始负荷系数；

[0015] 所述过负荷状态数据获取模块用于实时获取变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，以及变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻的环境温度；

[0016] 所述数据分析模块，用于基于所述变压器的等效起始负荷系数，以及在所述变压器出现过负荷运行首次采样得到的过负荷倍数，并根据所述变压器的各个负荷曲线，得出所述变压器处于过负荷运行时初始采样时刻的允许运行时间。

[0017] 作为优化，所述参量数据还分为定性指标参量和定量性指标参量，其中，[0018] 所述定性指标参量，采用专业技术人员评估方法获得，评估区间为[0，1]，分值越大，所述定性指标性能越优；

[0019] 所述定量性指标参量进行归一化处理，采用如下方法；

[0020]

[0021] 式中，Ai为第i个参量的归一化值；B0为该参量的允许值；Bmax为该指标的极限值；Bi为该指标的实测值；p为参数变化对所述变压器状态的影响程度；所述定量指标参量包括负荷水平a1、环境温度a2、平均温度a3、环境湿度a4、电压偏差a5、温升水平a6、噪声水平a7、THD值a8、使用年限a9，所述定性指标参量包括绝缘等级b1、绝缘水平b2、冷却结构b3、外壳类型b4、检修记录b5等。

[0022] 作为优化，所述变压器的等效起始负荷系数的计算公式为：

[0023]

[0024] 式中，表示所述变压器的等效起始负荷系数的值，表示所述变压器处于正常运行状态时第i+1次采样得出的所述变压器采样数据的均方值，i取0至m，m为预先设定的自然数；Δt0表示所述变压器处于正常运行状态时预设的数据采样间隔数据的初始值，当i大于等于1时，Δti表示所述变压器处于正常运行状态时第i次采样和第i-1次采样之间的数据采样间隔，t表示设定的初始负荷等效时间。

[0025] 作为优化，所述变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻过负荷倍数的计算公式为：

[0026]

[0027] 式中，Seq(g)表示所述变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，表示所述变压器处于过负荷运行时第j+1次采样得出的所述变压器采样数据的均方值，j取0至n，n+1为所述变压器处于过负荷运行时截止到当前采样时刻所述变压器数据的采样次数；ΔT0表示所述变压器处于过负荷运行时预设的数据采样间隔数据的初始值，当j大于等于1时，ΔTj表示所述变压器处于过负荷运行时第j次采样和第j-1次采样之间的数据采样间隔，tg表示所述变压器处于过负荷运行时截止到当前采样时刻的所述变压器过负荷运行时间。

[0028] 作为优化，所述装置还包括数据显示模块，所述数据显示模块用于在得出所述变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间之后，将所述变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间进行实时显示。

[0029] 作为优化，所述变压器的运行能力包括良好、一般、注意、严重4个等级，分别用V1、V2、V3、V4表示。

[0030] 作为优化，所述装置还包括检测标准模块，所述检测标准模块负责获得所述变压器运行能力综合检测评估值W；

[0031]

[0032] vk为V1～V4四种状态所对应的分值，分别为1～4；xk为经过模糊综合评判得到的评估指标。

[0033] 作为优化，所述评估值W与所述变压器运行能力对应关系如下：0＜W≤1表示所述变压器运行能力为良好，1＜W≤2表示所述变压器运行状态为一般，2＜W≤3表示所述变压器运行状态为注意，3＜W≤4表示所述变压器运行状态为严重。

[0034] 作为优化，所述定量指标参量采用半梯形和半岭形相结合的分布函数来确定其参量标准；所述定性指标参量采用半梯形和三角形相结合的分布函数来确定其参量标准。

[0035] 在一实施例中，所述变压器处于正常运行状态时第i+1次采样得出的变压器采样数据的均方值可以根据以下公式计算得出：其中，Si为所述变压器处于正常运行状态时第i+1次采样得出的所述变压器采样数据，Se为所述变压器数据的额定值，例如，当变压器数据为变压器的输出电流时，Se为变压器输出电流的额定值。

[0036] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0037] 一方面，本发明通过综合固有特性、运行工况、运行环境等各参量数据对变压器运行能力的影响，结合变压器运行能力综合检测评估值的计算算法，可以有效地分析变压器的运行状况，对变压器运行能力进行客观的量化评估，以便运行人员能够实时掌握变压器运行情况，及时做出状态检修。本发明具有较强的可操作性，可为变压器运行能力检测评估和确定检修时间提供有效的理论依据，对电网的安全、稳定运行有重要意义。

[0038] 另一方面，根据实时获取的变压器的等效起始负荷系数和变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，能够实时得出变压器处于过负荷运行时的允许运行时间，便于变电站运行和维护人员对变压器进行及时地维护。附图说明

[0039] 下面结合附图对本发明进一步说明。

[0040] 图1为本发明一种变压器运行能力全自动检测系统的结构示意图一；

[0041] 图2为本发明一种变压器运行能力全自动检测系统的结构示意图二。

[0042] 图中：1-变压器、2-参量数据获取模块、3-归一化处理模块、4-等效系数获取模块、5-过负荷状态数据获取模块、6-数据分析模块、7-数据显示模块、8-检测标准模块。

具体实施方式

[0043] 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。

[0044] 请参阅图1～2，本发明的目的在于提供一种变压器运行能力全自动检测系统，包括变压器1、参量数据获取模块2、归一化处理模块3、等效系数获取模块4、过负荷状态数据获取模块5以及数据分析模块6，所述参量数据获取模块2、所述归一化处理模块3、所述等效系数获取模块4、所述过负荷状态数据获取模块5以及所述数据分析模块6均与所述变压器1电性连接。

[0045] 所述参量数据获取模块2用于获取所述变压器的运行工况和运行环境的参量数据，并获得所述变压器的固有特性的参量数据；

[0046] 所述归一化处理模块3用于将所述变压器的运行工况、运行环境以及固有特性的参量数据进行归一化处理；

[0047] 所述等效系数获取模块4用于获取所述变压器的等效起始负荷系数；

[0048] 所述过负荷状态数据获取模块5用于实时获取变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，以及变压器处于过负荷运行时的当前采样时刻的环境温度；

[0049] 所述数据分析模块6，用于基于所述变压器的等效起始负荷系数，以及在所述变压器出现过负荷运行首次采样得到的过负荷倍数，并根据所述变压器的各个负荷曲线，得出所述变压器处于过负荷运行时初始采样时刻的允许运行时间。

[0050] 所述参量数据还分为定性指标参量和定量性指标参量，其中，

[0051] 所述定性指标参量，采用专业技术人员评估方法获得，评估区间为[0，1]，分值越大，所述定性指标性能越优；

[0052] 所述定量性指标参量进行归一化处理，采用如下方法；

[0053]

[0054] 式中，Ai为第i个参量的归一化值；B0为该参量的允许值；Bmax为该指标的极限值；Bi为该指标的实测值；p为参数变化对所述变压器1状态的影响程度；所述定量指标参量包括负荷水平a1、环境温度a2、平均温度a3、环境湿度a4、电压偏差a5、温升水平a6、噪声水平a7、THD值a8、使用年限a9，所述定性指标参量包括绝缘等级b1、绝缘水平b2、冷却结构b3、外壳类型b4、检修记录b5等。

[0055] 所述变压器1的等效起始负荷系数的计算公式为：

[0056]

[0057] 式中，表示所述变压器1的等效起始负荷系数的值，表示所述变压器1处于正常运行状态时第i+1次采样得出的所述变压器1采样数据的均方值，i取0至m，m为预先设定的自然数；Δt0表示所述变压器1处于正常运行状态时预设的数据采样间隔数据的初始值，当i大于等于1时，Δti表示所述变压器1处于正常运行状态时第i次采样和第i-1次采样之间的数据采样间隔，t表示设定的初始负荷等效时间。

[0058] 所述变压器1处于过负荷运行时的当前采样时刻过负荷倍数的计算公式为：

[0059]

[0060] 式中，Seq(g)表示所述变压器1处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，表示所述变压器1处于过负荷运行时第j+1次采样得出的所述变压器1采样数据的均方值，j取0至n，n+1为所述变压器1处于过负荷运行时截止到当前采样时刻所述变压器数据的采样次数；ΔT0表示所述变压器1处于过负荷运行时预设的数据采样间隔数据的初始值，当j大于等于1时，ΔTj表示所述变压器1处于过负荷运行时第j次采样和第j-1次采样之间的数据采样间隔，tg表示所述变压器1处于过负荷运行时截止到当前采样时刻的所述变压器1过负荷运行时间。

[0061] 所述装置还包括数据显示模块7，所述数据显示模块7用于在得出所述变压器1处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间之后，将所述变压器1处于过负荷运行时的当前采样时刻的允许运行时间进行实时显示。

[0062] 所述变压器1的运行能力包括良好、一般、注意、严重4个等级，分别用V1、V2、V3、V4表示。

[0063] 所述装置还包括检测标准模块8，所述检测标准模块8负责获得所述变压器1运行能力综合检测评估值W；

[0064]

[0065] vk为V1～V4四种状态所对应的分值，分别为1～4；xk为经过模糊综合评判得到的评估指标。

[0066] 所述评估值W与所述变压器1运行能力对应关系如下：0＜W≤1表示所述变压器1运行能力为良好，1＜W≤2表示所述变压器1运行状态为一般，2＜W≤3表示所述变压器1运行状态为注意，3＜W≤4表示所述变压器1运行状态为严重。

[0067] 所述定量指标参量采用半梯形和半岭形相结合的分布函数来确定其参量标准；所述定性指标参量采用半梯形和三角形相结合的分布函数来确定其参量标准。

[0068] 本发明的工作原理是：

[0069] 一方面，本发明通过综合固有特性、运行工况、运行环境等各参量数据对变压器运行能力的影响，结合变压器运行能力综合检测评估值的计算算法，可以有效地分析变压器的运行状况，对变压器运行能力进行客观的量化评估，以便运行人员能够实时掌握变压器运行情况，及时做出状态检修。本发明具有较强的可操作性，可为变压器运行能力检测评估和确定检修时间提供有效的理论依据，对电网的安全、稳定运行有重要意义。

[0070] 另一方面，根据实时获取的变压器的等效起始负荷系数和变压器处于过负荷运行时当前采样时刻的过负荷倍数，能够实时得出变压器处于过负荷运行时的允许运行时间，便于变电站运行和维护人员对变压器进行及时地维护。

[0071] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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