CN107289976A - 一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，包括以下步骤：1、设置呼吸器湿度值、变色硅胶对比图像、第一温度值、第二温度值用以启动或关闭变色硅胶加热器、金属薄膜过滤器加热器；2、实时采集呼吸器的湿度值、温度值、压力值、变色硅胶图像信息，并上传至云服务器；3、将湿度值、温度值、压力值的曲线图以及变色硅胶图像显示在监控终端的界面上；4、控制变色硅胶加热器启动或者关闭；5、控制金属薄膜过滤器加热器启动或者关闭。本发明利用嵌入式技术、光纤传感技术、图像采集技术、无线通信技术和云服务器技术，完成电力变压器呼吸器的状态数据在线采集、存储、传输及远程监测，实现了变压器呼吸器的在线监测与再生。
Description
技术领域
本发明涉及电力变压器呼吸器，具体涉及一种基于云服务器的电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法。
背景技术
电力变压器呼吸器是一种用于清除和干燥由于变压器油温的变化而进入变压器、储油柜中的杂质和潮气，保证变压器油的绝缘强度的装置。传统电力变压器呼吸器内部装有经过化学处理过的干燥剂：变色硅胶，在干燥情况下，变色硅胶多呈蓝色；当吸收潮气后，变色硅胶逐渐变为粉红色、变色的硅胶失效。运维人员必须经常巡视，一旦发现变色硅胶的颜色发生改变，要及时进行更换。这不仅增加了工作量，也为电力变压器的正常运行增加了安全隐患，而且更换变色硅胶存在高额的成本、更换下来的变色硅胶也会带来环境污染及垃圾处理问题。
随着智能变电站的建设及智能化运维的逐步推广，要求电力变压器呼吸器能够具备监测、控制、免维护等功能，进一步提升电力变压器的智能化水平，而传统的电力变压器呼吸器的监测方法已不能满足实际需要。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于云服务器的电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，具体包括以下步骤：
步骤1、通过网络客户端登录云服务器的管理界面，设置用以启动或关闭变色硅胶加热器的电力变压器呼吸器湿度值和变色硅胶对比图像，设置用以关闭变色硅胶加热器的第一温度值，设置用以启动或关闭金属薄膜过滤器加热器的第二温度值。
步骤2、实时采集电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值的模拟量值，并将其转化为数字量值后上传至云服务器；实时采集电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息，并将其上传至云服务器；
具体的数据采集方式为：通过位于安装法兰与吸湿筒连接处的光纤分布式温度传感器、湿度传感器和压力传感器实时采集电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值的模拟量值；
通过安装在电力变压器呼吸器附近的远程摄像头采集电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息；
所采集的信息通过无线通信模块上传云服务器。
步骤3、云服务器根据所接收的电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值，绘制湿度值、温度值、压力值的曲线图，并显示在监控终端的界面上；同时，云服务器所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像显示在监控终端的界面上，可实现对电力变压器呼吸器的运行状态实时在线监测。
步骤4、控制变色硅胶加热器启动或者关闭；
4.1、根据湿度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否启动变色硅胶加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的湿度值与步骤1中预先设定的湿度值进行对比；同时，云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息经过中值滤波处理、灰度化处理后，与步骤1中预先设定的对比图像进行对比；
当所接收的湿度值等于或者大于预先设定的湿度值时、或者所接收的变色硅胶图像与预先设定的对比图像匹配时，启动变色硅胶加热器、并转步骤4.2；如果未启动变色硅胶加热器，则转步骤5；通过加热降低变色硅胶的含水量增加其吸湿气能力、降低电力变压器呼吸器的湿度以保证其安全、正常地工作；
4.2、根据湿度值或者第一温度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否关闭变色硅胶加热器；
变色硅胶加热器加热一段时间后，当所接收的湿度值小于预先设定的湿度值时、或者当云服务器所接收的温度值等于或大于第一温度值时、或者当云服务器所接收的变色硅胶图像信息与步骤1中预先设定的对比图像不相匹配时，关闭变色硅胶加热器。当所接收的温度值等于或者大于第一温度值时关闭变色硅胶加热器，可以避免过高的温度可能会对使用者人身安全带来的隐患。
步骤5、控制金属薄膜过滤器加热器启动或者关闭；
5.1、根据第二温度值判断是否启动金属薄膜过滤器加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的温度值与步骤1中预先设定的第二温度值进行对比，当所接收的温度值等于或者小于第二温度值时启动金属薄膜过滤器加热器、并转步骤5.2；如果未启动金属薄膜过滤器加热器，本次监测与再生流程结束；启动金属薄膜过滤器加热器可以防止冷凝水在天冷的时候结冰堵塞呼吸孔；
5.2、根据第二温度值判断是否关闭金属薄膜过滤器加热器；
金属薄膜过滤器加热器加热一段时间后，当所接收的温度值大于第二温度值时，关闭金属薄膜过滤器加热器。
所述电力变压器呼吸器包括安装法兰、内装变色硅胶的吸湿筒、金属薄膜过滤器，变色硅胶加热器位于吸湿筒内，金属薄膜过滤器加热器位于金属薄膜过滤器内、紧靠过滤器内的金属滤网；
变色硅胶加热器和金属薄膜过滤器加热器均通过线缆与嵌入式中央处理模块连接，继电器位于嵌入式中央处理模块的电路板上，云服务器将控制命令发送给嵌入式中央处理模块，通过继电器的触点吸合或断开分别控制两个加热器的启动或关闭。
本发明的有效效果：1)本发明利用嵌入式技术、光纤传感技术、图像采集技术、无线通信技术和云服务器技术，完成电力变压器呼吸器的状态数据在线采集、存储、传输及远程监测，实现了电力变压器呼吸器的在线监测与再生。
2)本发明在生产方面，可减少变压器的停运时间，提高供电可靠性；在安全运行方面，可提高变压器的绝缘性能，保证设备安全运行；在经济运行方面，可降低变色硅胶的更换频率，节约维护成本；在环境保护方面，将失效变色硅胶再生，可减少对环境的污染。
本发明不论是对于智能电网监测的要求，还是变电站的智能化运维、保护环境方面，都有相当大的作用和意义。
附图说明
图1是实现本发明的电力变压器呼吸器在线监测与再生系统的示意图；
图2是实现本发明的呼吸器与数据采集终端连接部位的主视图；
图3是实现本发明的呼吸器与数据采集终端连接部位的俯视图；
图4是本发明的流程框图。
图中，1－安装法兰，2－呼吸器吸湿筒，3－金属薄膜过滤器，4－传感器接口，5－嵌入式中央处理模块。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是实现本方法的电力变压器呼吸器在线监测与再生系统，数据采集终端采集与其连接的电力变压器呼吸器的运行状态数据和图形信息，并将采集到的数据通过GPRS模块、3G/4G无线网络实时上传至云服务器终端进行存储，监控终端和云服务器终端进行信息交互，可通过监控终端实时了解呼吸器的运行状态，实现对呼吸器运行状态的远程在线监控。同时，云服务器将控制命令发送给嵌入式中央处理模块，通过继电器的触点吸合或断开分别控制变色硅胶加热器和金属薄膜过滤器加热器的启动或关闭。
电力变压器呼吸器包括安装法兰1、内装变色硅胶的吸湿筒2、金属薄膜过滤器3，变色硅胶加热器位于吸湿筒2内，金属薄膜过滤器加热器位于金属薄膜过滤器3内、紧靠过滤器内的金属滤网。如图2、图3所示，呼吸器上部有呼吸器状态数据采集模块的安装孔4，嵌入式中央处理模块5通过螺栓安装于呼吸器吸湿筒2的外壳上。呼吸器状态数据采集模块位于安装法兰1与吸湿筒2间的连接处，通过RS232/RS485通信电缆与嵌入式中央处理模块连接，嵌入式中央处理模块通过螺栓与吸湿筒2的外壳连接。
按照图2、图3的连接方式安装电力变压器呼吸器，然后开始对电力变压器呼吸器实现在线监测与再生，该方法具体包括以下步骤：
步骤1、通过网络客户端登录云服务器的管理界面，设置用以启动或关闭变色硅胶加热器的电力变压器呼吸器湿度值和变色硅胶对比图像，设置用以关闭变色硅胶加热器的第一温度值，设置用以启动或关闭金属薄膜过滤器加热器的第二温度值；
作为优选，设置电力变压器呼吸器的湿度值为20～30％之间的某一数值，设置第一温度值为120摄氏度、设置第二温度值为5摄氏度。
步骤2、实时采集电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值的模拟量值，并将其转化为数字量值后上传至云服务器；实时采集电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息，并将其上传至云服务器。
步骤3、云服务器根据所接收的电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值，绘制湿度值、温度值、压力值的曲线图，并显示在监控终端的界面上；同时，云服务器所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像显示在监控终端的界面上。
步骤4、控制变色硅胶加热器启动或者关闭；
4.1、根据湿度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否启动变色硅胶加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的湿度值与步骤1中预先设定的湿度值进行对比；同时，云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息经过中值滤波处理、灰度化处理后，与步骤1中预先设定的对比图像进行对比；当所接收的湿度值等于或者大于预先设定的湿度值时、或者所接收的变色硅胶图像与预先设定的对比图像匹配时，启动变色硅胶加热器、并转步骤4.2；
如果未启动变色硅胶加热器，转步骤5；
4.2、根据湿度值或者温度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否关闭变色硅胶加热器；
变色硅胶加热器加热一段时间后，当所接收的湿度值小于预先设定的湿度值时、或者当云服务器所接收的温度值等于或大于第一温度值时、或者当云服务器所接收的变色硅胶图像信息与步骤1中预先设定的对比图像不相匹配时，关闭变色硅胶加热器；
步骤5、控制金属薄膜过滤器加热器启动或者关闭；
5.1、根据第二温度值判断是否启动金属薄膜过滤器加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的温度值与步骤1中预先设定的第二温度值进行对比，当所接收的温度值等于或者小于第二温度值时启动金属薄膜过滤器加热器、并转步骤5.2；
如果未启动金属薄膜过滤器加热器，本次监测与再生流程结束；
5.2、根据第二温度值判断是否关闭金属薄膜过滤器加热器；
金属薄膜过滤器加热器加热一段时间后，当所接收的温度值大于第二温度值时，关闭金属薄膜过滤器加热器。
作为优选，还可以在电力变压器呼吸器上加装蜂鸣器和LED指示灯，当变色硅胶加热器或金属薄膜过滤器加热器出现故障或者呼吸器内部压力过大时，触发蜂鸣器报警、LED指示灯红灯报警，以便在变电运行人员巡视检查时给予及时的提醒。
Claims (5)
1.一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通过网络客户端登录云服务器的管理界面，设置用以启动或关闭变色硅胶加热器的电力变压器呼吸器湿度值和变色硅胶对比图像，设置用以关闭变色硅胶加热器的第一温度值，设置用以启动或关闭金属薄膜过滤器加热器的第二温度值；
步骤2、实时采集电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值的模拟量值，并将其转化为数字量值后上传至云服务器；实时采集电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息，并将其上传至云服务器；
步骤3、云服务器根据所接收的电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值，绘制湿度值、温度值、压力值的曲线图，并显示在监控终端的界面上；同时，云服务器所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像显示在监控终端的界面上；
步骤4、控制变色硅胶加热器启动或者关闭；
4.1、根据湿度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否启动变色硅胶加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的湿度值与步骤1中预先设定的湿度值进行对比；同时，云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息经过中值滤波处理、灰度化处理后，与步骤1中预先设定的对比图像进行对比；当所接收的湿度值等于或者大于预先设定的湿度值时、或者所接收的变色硅胶图像与预先设定的对比图像匹配时，启动变色硅胶加热器、并转步骤4.2；
如果未启动变色硅胶加热器，转步骤5；
4.2、根据湿度值或者第一温度值或者变色硅胶图像信息变化情况判断是否关闭变色硅胶加热器；
变色硅胶加热器加热一段时间后，当所接收的湿度值小于预先设定的湿度值时、或者当云服务器所接收的温度值等于或大于第一温度值时、或者当云服务器所接收的变色硅胶图像信息与步骤1中预先设定的对比图像不相匹配时，关闭变色硅胶加热器；
步骤5、控制金属薄膜过滤器加热器启动或者关闭；
5.1、根据第二温度值判断是否启动金属薄膜过滤器加热器；
云服务器将所接收的电力变压器呼吸器的温度值与步骤1中预先设定的第二温度值进行对比，当所接收的温度值等于或者小于第二温度值时启动金属薄膜过滤器加热器、并转步骤5.2；
如果未启动金属薄膜过滤器加热器，本次监测与再生流程结束；
5.2、根据第二温度值判断是否关闭金属薄膜过滤器加热器；
金属薄膜过滤器加热器加热一段时间后，当所接收的温度值大于第二温度值时，关闭金属薄膜过滤器加热器。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，其特征在于，所述步骤2中通过位于安装法兰与吸湿筒连接处的光纤分布式温度传感器、湿度传感器和压力传感器实时采集电力变压器呼吸器的湿度值、温度值、压力值的模拟量值；
通过安装在电力变压器呼吸器附近的远程摄像头采集电力变压器呼吸器的变色硅胶图像信息；
所采集的信息通过无线通信模块上传云服务器。
3.根据权利要求1所述的一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，其特征在于，所述电力变压器呼吸器包括安装法兰、内装变色硅胶的吸湿筒、金属薄膜过滤器，变色硅胶加热器位于吸湿筒内，金属薄膜过滤器加热器位于金属薄膜过滤器内、紧靠过滤器内的金属滤网；
变色硅胶加热器和金属薄膜过滤器加热器均通过线缆与嵌入式中央处理模块连接，继电器位于嵌入式中央处理模块的电路板上，云服务器将控制命令发送给嵌入式中央处理模块，通过继电器的触点吸合或断开分别控制两个加热器的启动或关闭。
4.根据权利要求1所述的一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，其特征在于，步骤1中设置电力变压器呼吸器的湿度值为20～30％之间的某一数值，设置第一温度值为120摄氏度、设置第二温度值为5摄氏度。
5.根据权利要求1所述的一种电力变压器呼吸器的在线监测与再生方法，其特征在于，在电力变压器呼吸器上加装用于监控变色硅胶加热器和金属薄膜过滤器加热器及呼吸器内部压力的蜂鸣器和LED指示灯。
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