CN107272642B - 一种变压器检测评估装置及评估方法 - Google Patents

一种变压器检测评估装置及评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器检测评估装置及评估方法，该装置包括控制器和上位机，控制器的输入端接有超声波模块、温度检测电路、湿度检测电路、电流检测电路和电压检测电路，控制器的输出端接有显示电路和报警电路，控制器和上位机之间接有通信模块；该方法包括：步骤一、初始设定；步骤二、参数检测；步骤三、单个参数的风险值计算；步骤四、变压器的整体风险值计算。本发明结构简单、设计合理，结合变压器的持油率、温度、湿度、电压和电流等参数对变压器做检测评估，对单一参数检测评估和变压器整体检测评估进行计算，能全面反应设备的运行状态，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种变压器检测评估装置及评估方法
技术领域
本发明属于评估方法技术领域，具体涉及一种变压器检测评估装置及评估方法。
背景技术
风险评估是用来衡量由系统带来或给系统造成损失的可能性和量级，它是通过对导致危险事件发生的因素进行概率估计，从而量化每个危险事件的健康、安全、经济等影响。虽然对于不同的工程领域，风险评估方法千差万别。总的来说，风险评估方法可以分为静态评估和动态评估两种。但是无论采用哪种评估方法，在工程评价中，国内外学者对风险的定义是相同的，即风险具有概率和后果的二重性。对设备的运行状态进行风险评估实际上是一种动态的风险评估方法，因为动态风险评估考虑了时间因素的影响，且能有效提示设备当前运行状态的实时风险，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障。
现场应用时，设备在使用过程中，存在大量调整设备工艺参数运行的情况，其性能和状态都会随着时间的推移而逐渐劣化并最终导致故障的发生。因此需要一种变压器检测评估装置及评估方法，对单一参数检测评估和变压器整体检测评估进行计算，能全面反应设备的运行状态，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种变压器检测评估装置，其结构简单、设计合理，结合变压器的持油率、温度、湿度、电压和电流等参数对变压器做检测评估，对单一参数检测评估和变压器整体检测评估进行计算，能全面反应设备的运行状态，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种变压器检测评估装置，其特征在于：包括控制器和上位机，所述控制器的输入端接有供电模块、用于检测变压器油的超声波模块、用于检测所述变压器温度的温度检测电路、用于检测所述变压器表面湿度的湿度检测电路、用于检测所述变压器输出端电流的电流检测电路和用于检测所述变压器输出端电压的电压检测电路，所述控制器的输出端接有显示电路和报警电路，所述控制器和上位机之间接有通信模块。
上述的一种变压器检测评估装置，其特征在于：所述超声波模块包括超声波发射单元和与超声波发射单元配合的超声波接收单元，所述超声波接收单元的输出端与控制器的输入端相接。
本发明还提供了一种变压器检测评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块设定各个参数的权重和风险设定值；
步骤二、参数检测：通过超声波模块检测变压器油、通过温度检测电路检测所述变压器的温度、通过湿度检测电路检测所述变压器的表面湿度、通过电流检测电路检测所述变压器的输出端电流，通过电压检测电路检测所述变压器的输出端电压；
步骤三、单个参数的风险值计算：
步骤301、变压器油风险计算：
步骤3011、变压器持油率计算：根据公式计算变压器的持油率Y，其中a表示超声波声速与变压器油泡的夹角，If表示所述超声波模块发射的声波幅值，I0表示由所述超声波模块接收到的声波幅值；
步骤3012、变压器持油率风险计算：根据公式计算变压器的持油率风险φ1，其中Y'表示变压器持油率的设定值；
步骤3013、若Y<Y'，显示电路显示持油率Y，报警电路报警；
步骤302、温度风险计算：
步骤3021、建立温度风险评价集δ，δ＝[δ1,δ2,...,δn]，δn表示温度风险评价值，n为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为n个区间，将δ映射到n个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为n个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块设定的变压器的温度最小值Tmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块设定的变压器的温度最大值Tmax；
步骤3022、获得温度风险值：通过温度检测电路检测所述变压器的温度T，根据温度T在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到温度风险评价值φ2；
步骤3023、若T<Tmin或T>Tmax，显示电路显示变压器的温度T，报警电路报警；
步骤303、湿度风险计算：
步骤3031、建立湿度风险评价集θ，θ＝[θ1,θ2,...,θm]，θm表示湿度风险评价值，m为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为m个区间，将θ映射到m个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为m个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块设定的变压器的湿度最小值Fmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块设定的变压器的湿度最大值Fmax；
步骤3032、获得湿度风险值：通过湿度检测电路检测所述变压器的湿度F，根据湿度F在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到湿度风险评价值φ3；
步骤3033、若F<Fmin或F>Fmax，显示电路显示变压器的湿度F，报警电路报警；
步骤304、电流风险计算：
步骤3041、建立电流风险评价集μ，μ＝[μ1,μ2,...,μh]，μh表示电流风险评价值，h为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为h个区间，将μ映射到h个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为h个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块设定的变压器的电流最小值Imin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块设定的变压器的电流最大值Imax；
步骤3042、获得电流风险值：通过电流检测电路检测所述变压器的电流I，根据电流I在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电流风险评价值φ4；
步骤3043、若I<Imin或I>Imax，显示电路显示变压器的湿度F，报警电路报警；
步骤305、电压风险计算：
步骤3051、建立电压风险评价集ω，ω＝[ω1,ω2,...,ωi]，ωi表示电压风险评价值，i为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为i个区间，将ω映射到i个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为i个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块设定的变压器的电压最小值Umin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块设定的变压器的电压最大值Umax；
步骤3052、获得电压风险值：通过电压检测电路检测所述变压器的电压U，根据电压U在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电压风险评价值φ5；
步骤3043、若U<Umin或U>Umax，显示电路显示变压器的电压U，报警电路报警；
步骤四、变压器的整体风险值计算：根据公式R＝κ1φ1+κ2φ2+κ3φ3+κ4φ4+κ5φ5计算得到变压器的整体风险值R，其中κ1表示变压器持油率风险权值，κ2表示变压器温度风险权值，κ3表示变压器湿度风险权值，κ4表示变压器电流风险权值，κ5表示变压器电压风险权值，
步骤五、报警：当R≥R'时，报警电路报警，其中R'表示变压器的风险阈值；。
步骤六、显示：当R<R'时，显示电路显示变压器的整体风险值R。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。
2、本发明结合变压器的持油率、温度、湿度、电压和电流等参数对变压器做检测评估，对单一参数检测评估和变压器整体检测评估进行计算，能全面反应设备的运行状态，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
3、本发明对变压器进行全面运行状态检测评估，有效提示变压器当前运行状态的实时风险，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障。
综上所述，本发明结构简单、设计合理，结合变压器的持油率、温度、湿度、电压和电流等参数对变压器做检测评估，对单一参数检测评估和变压器整体检测评估进行计算，能全面反应设备的运行状态，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
图2为本发明的方法流程图。
附图标记说明:
1—控制器； 2—超声波发射单元； 3—超声波接收单元；
4—温度检测电路； 5—湿度检测电路； 6—电流检测电路；
7—电压检测电路； 8—显示电路； 9—报警电路；
10—通信模块； 11—上位机； 12—供电模块；
13—输入模块。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括控制器1和上位机11，所述控制器1的输入端接有供电模块12、用于检测变压器油的超声波模块、用于检测所述变压器温度的温度检测电路4、用于检测所述变压器表面湿度的湿度检测电路5、用于检测所述变压器输出端电流的电流检测电路6和用于检测所述变压器输出端电压的电压检测电路7，所述控制器1的输出端接有显示电路8和报警电路9，所述控制器1和上位机11之间接有通信模块10。
如图1所示，本实施例中，所述超声波模块包括超声波发射单元2和与超声波发射单元2配合的超声波接收单元3，所述超声波接收单元3的输出端与控制器1的输入端相接。
如图2所示的一种变压器检测评估方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块13设定各个参数的权重和风险设定值；
步骤二、参数检测：通过超声波模块检测变压器油、通过温度检测电路4检测所述变压器的温度、通过湿度检测电路5检测所述变压器的表面湿度、通过电流检测电路6检测所述变压器的输出端电流，通过电压检测电路7检测所述变压器的输出端电压；
步骤三、单个参数的风险值计算：
步骤301、变压器油风险计算：
步骤3011、变压器持油率计算：根据公式计算变压器的持油率Y，其中a表示超声波声速与变压器油泡的夹角，If表示所述超声波模块发射的声波幅值，I0表示由所述超声波模块接收到的声波幅值；
步骤3012、变压器持油率风险计算：根据公式计算变压器的持油率风险φ1，其中Y'表示变压器持油率的设定值；
步骤3013、若Y<Y'，显示电路8显示持油率Y，报警电路9报警；
步骤302、温度风险计算：
步骤3021、建立温度风险评价集δ，δ＝[δ1,δ2,...,δn]，δn表示温度风险评价值，n为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为n个区间，将δ映射到n个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为n个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块13设定的变压器的温度最小值Tmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块13设定的变压器的温度最大值Tmax；
步骤3022、获得温度风险值：通过温度检测电路4检测所述变压器的温度T，根据温度T在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到温度风险评价值φ2；
步骤3023、若T<Tmin或T>Tmax，显示电路8显示变压器的温度T，报警电路9报警；
步骤303、湿度风险计算：
步骤3031、建立湿度风险评价集θ，θ＝[θ1,θ2,...,θm]，θm表示湿度风险评价值，m为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为m个区间，将θ映射到m个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为m个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块13设定的变压器的湿度最小值Fmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块13设定的变压器的湿度最大值Fmax；
步骤3032、获得湿度风险值：通过湿度检测电路5检测所述变压器的湿度F，根据湿度F在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到湿度风险评价值φ3；
步骤3033、若F<Fmin或F>Fmax，显示电路8显示变压器的湿度F，报警电路9报警；
步骤304、电流风险计算：
步骤3041、建立电流风险评价集μ，μ＝[μ1,μ2,...,μh]，μh表示电流风险评价值，h为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为h个区间，将μ映射到h个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为h个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块13设定的变压器的电流最小值Imin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块13设定的变压器的电流最大值Imax；
步骤3042、获得电流风险值：通过电流检测电路6检测所述变压器的电流I，根据电流I在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电流风险评价值φ4；
步骤3043、若I<Imin或I>Imax，显示电路8显示变压器的湿度F，报警电路9报警；
步骤305、电压风险计算：
步骤3051、建立电压风险评价集ω，ω＝[ω1,ω2,...,ωi]，ωi表示电压风险评价值，i为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为i个区间，将ω映射到i个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为i个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块13设定的变压器的电压最小值Umin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块13设定的变压器的电压最大值Umax；
步骤3052、获得电压风险值：通过电压检测电路7检测所述变压器的电压U，根据电压U在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电压风险评价值φ5；
步骤3043、若U<Umin或U>Umax，显示电路8显示变压器的电压U，报警电路9报警；
步骤四、变压器的整体风险值计算：根据公式R＝κ1φ1+κ2φ2+κ3φ3+κ4φ4+κ5φ5计算得到变压器的整体风险值R，其中κ1表示变压器持油率风险权值，κ2表示变压器温度风险权值，κ3表示变压器湿度风险权值，κ4表示变压器电流风险权值，κ5表示变压器电压风险权值，
步骤五、报警：当R≥R'时，报警电路9报警，其中R'表示变压器的风险阈值；。
步骤六、显示：当R<R'时，显示电路8显示变压器的整体风险值R。
具体实施时，利用超声波模块检测变压器的持油率Y，通过温度检测电路4检测所述变压器的温度T，通过湿度检测电路5检测所述变压器的湿度F，通过电流检测电路6检测所述变压器的电流I，通过电压检测电路7检测所述变压器的电压U，根据公式计算变压器的持油率风险φ1，然后根据温度风险评价集δ、湿度风险评价集θ、电流风险评价集μ、电压风险评价集ω，得出温度风险评价值φ2、湿度风险评价值φ3、电流风险评价值φ4和电压风险评价值φ5；再将单个参数的风险评价值进行权重相加，得到变压器的整体风险评价值，能全面反应设备的运行状态，是强化设备管理、提升设备效能的前提和保障，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种变压器检测评估方法，该方法采用的装置包括控制器(1)和上位机(11)，所述控制器(1)的输入端接有供电模块(12)、用于检测变压器油的超声波模块、用于检测所述变压器温度的温度检测电路(4)、用于检测所述变压器表面湿度的湿度检测电路(5)、用于检测所述变压器输出端电流的电流检测电路(6)和用于检测所述变压器输出端电压的电压检测电路(7)，所述控制器(1)的输出端接有显示电路(8)和报警电路(9)，所述控制器(1)和上位机(11)之间接有通信模块(10)，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块(13)设定各个参数的权重和风险设定值；
步骤二、参数检测：通过超声波模块检测变压器油、通过温度检测电路(4)检测所述变压器的温度、通过湿度检测电路(5)检测所述变压器的表面湿度、通过电流检测电路(6)检测所述变压器的输出端电流，通过电压检测电路(7)检测所述变压器的输出端电压；
步骤三、单个参数的风险值计算：
步骤301、变压器油风险计算：
步骤3011、变压器持油率计算：根据公式计算变压器的持油率Y，其中a表示超声波声速与变压器油泡的夹角，If表示所述超声波模块发射的声波幅值，I0表示由所述超声波模块接收到的声波幅值；
步骤3012、变压器持油率风险计算：根据公式计算变压器的持油率风险φ1，其中Y'表示变压器持油率的设定值；
步骤3013、若Y<Y'，显示电路(8)显示持油率Y，报警电路(9)报警；
步骤302、温度风险计算：
步骤3021、建立温度风险评价集δ，δ＝[δ1,δ2,...,δn]，δn表示温度风险评价值，n为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1] 区间平均划分为n个区间，将δ映射到n个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为n个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块(13)设定的变压器的温度最小值Tmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块(13)设定的变压器的温度最大值Tmax；
步骤3022、获得温度风险值：通过温度检测电路(4)检测所述变压器的温度T，根据温度T在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到温度风险评价值φ2；
步骤3023、若T<Tmin或T>Tmax，显示电路(8)显示变压器的温度T，报警电路(9)报警；
步骤303、湿度风险计算：
步骤3031、建立湿度风险评价集θ，θ＝[θ1,θ2,...,θm]，θm表示湿度风险评价值，m为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为m个区间，将θ映射到m个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为m个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块(13)设定的变压器的湿度最小值Fmin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块(13)设定的变压器的湿度最大值Fmax；
步骤3032、获得湿度风险值：通过湿度检测电路(5)检测所述变压器的湿度F，根据湿度F在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到湿度风险评价值φ3；
步骤3033、若F<Fmin或F>Fmax，显示电路(8)显示变压器的湿度F，报警电路(9)报警；
步骤304、电流风险计算：
步骤3041、建立电流风险评价集μ，μ＝[μ1,μ2,...,μh]，μh表示电流风险评价值，h为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为h个区间，将μ映射到h个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为h个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块(13)设定的变压器的电流最小值Imin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块(13)设定的变压器的电流最大值Imax；
步骤3042、获得电流风险值：通过电流检测电路(6)检测所述变压器的电流I，根据电流I在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电流风险评价值φ4；
步骤3043、若I<Imin或I>Imax，显示电路(8)显示变压器的湿度F，报警电路(9)报警；
步骤305、电压风险计算：
步骤3051、建立电压风险评价集ω，ω＝[ω1,ω2,...,ωi]，ωi表示电压风险评价值，i为不小于2的正整数，建立直角坐标系，将横坐标上的[0,1]区间平均划分为i个区间，将ω映射到i个区间上，将纵坐标的[0,1]区间平均划分为i个区间，纵坐标的坐标0点表示由输入模块(13)设定的变压器的电压最小值Umin，纵坐标的坐标1点表示由输入模块(13)设定的变压器的电压最大值Umax；
步骤3052、获得电压风险值：通过电压检测电路(7)检测所述变压器的电压U，根据电压U在纵坐标上的坐标位置对应的横坐标上的坐标位置，得到电压风险评价值φ5；
步骤3043、若U<Umin或U>Umax，显示电路(8)显示变压器的电压U，报警电路(9)报警；
步骤四、变压器的整体风险值计算：根据公式R＝κ1φ1+κ2φ2+κ3φ3+κ4φ4+κ5φ5计算得到变压器的整体风险值R，其中κ1表示变压器持油率风险权值，κ2表示变压器温度风险权值，κ3表示变压器湿度风险权值，κ4表示变压器电流风险权值，κ5表示变压器电压风险权值，
步骤五、报警：当R≥R'时，报警电路(9)报警，其中R'表示变压器的风险阈值；
步骤六、显示：当R<R'时，显示电路(8)显示变压器的整体风险值R。
2.按照权利要求1所述的一种变压器检测评估方法，其特征在于：所述超声波模块包括超声波发射单元(2)和与超声波发射单元(2)配合的超声波接收单元(3)，所述超声波接收单元(3)的输出端与控制器(1)的输入端相接。
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