CN109738595A - 一种基于物联网检测变压器故障的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网检测变压器故障的系统及方法，属于物联网检测技术领域。系统包括数据采集子系统、物联网网关、数据分析子系统、显示终端，所述数据采集子系统包括用于测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；所述物联网网关，用于与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；所述数据分析子系统，用于分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；所述显示终端，用于呈现所述分析结果。本发明检测变压器内部气体浓度的变化来判断变压器是否发生故障，通过物联网，呈现在显示终端上及时预警，防止故障进一步升级，确保生产正常进行。

Description

一种基于物联网检测变压器故障的系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网检测技术领域，尤其涉及一种基于物联网检测变压器故障的系统及方法。

背景技术

作为电力系统中电压转换与电能分配的重要设备，变压器的运行状态关系着整个电网运行的安全与经济性。近年来，随着对电力需求的快速增长，变压器朝着大容量方向发展。新的不同种类、容量的变压器由于变压器油箱表面性的投入，对变压器的稳定可靠性，尤其是能否及时发现故障，并解决故障提出了更高的要求。

变压器在不同故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度会不同。利用气体传感器实时检测变压器内部气体浓度的变化来判断变压器是否可能发生或者已经发生故障。

发明内容

本发明提出了一种基于物联网利用采集气体浓度来检测变压器故障的系统及方法。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于物联网检测变压器故障的系统，包括数据采集子系统、物联网网关、数据分析子系统、显示终端；

所述数据采集子系统包括用于测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；

所述物联网网关，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，用于与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；

所述数据分析子系统，用于分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；

所述显示终端，用于呈现所述分析结果。

作为优选，所述油气测量装置包括油气分离器、色谱柱和气敏传感器；

所述油气分离器与变压器连接，用于通过激震方式实现油气分离，分离出混合多种气体的综合气体；

所述色谱柱设置于所述油气分离器和所述气敏传感器之间，用于将所述综合气体再次分离成多种单一性的单一气体；

所述气敏传感器用于将每种所述单一气体逐一检测，得出每种所述单一气体的浓度数据。

作为优选，所述采集器包括信号放大模块、模数转换模块和数据通信模块；

所述信号放大模块与所述气敏传感器连接，用于接收所述浓度数据的模拟信号并将信号放大；

所述模数转换模块与所述数信号放大模块连接，用于将所述浓度数据的模拟信号转换成数字信号，生产采集浓度数据；

所述数据通信模块与所述物联网网关连接，用于上传所述模数转换模块转换后的所述采集浓度数据。

作为优选，所述采集浓度数据包括的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据。

作为优选，所述数据分析子系统包括数据通讯模块、数据计算模块、对比分析模块；

所述数据通讯模块分别与所述物联网网关、所述显示终端连接，用于在所述物联网网关、所述显示终端之间实现数据信息交互；

所述数据计算模块，用于对所述采集浓度数据进行计算，得到计算数据；

所述对比分析模块，用于将所述计算数据和预设标准数据进行比对，并获得所述分析结果。

作为优选，所述数据通讯模块包括：

第一接收子模块，用于接收所述采集浓度数据并向所述数据计算模块传送所述第二浓度数据；

第一发送子模块，用于接收所述分析结果并将所述分析结果下发至所述显示终端连接。

作为优选，所述计算数据包括的比值、的比值、的比值、的比值。

作为优选，所述对比分析模块包括：

将所述的比值、所述的比值、所述的比值、所述的比值和所述预设标准数据进行对比，判断出变换器的故障情况，并生成分析结果。

一种基于物联网检测变压器故障的方法，包括以下步骤：

S1，所述数据采集子系统测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；

S2，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；

S3，所述数据分析子系统分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；

S4，所述显示终端呈现所述分析结果。

作为优选，所述步骤S3中的分析方法包括：

S3.1，判断所述 的比值是否大于或等于3，若判断结果为是，则故障原因为低能放电；若判断结果为否，则判断所述 的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为电弧放电；若判断结果为否，则进入下一步；

S3.2，判断所述 的比值是否小于或等于3，若判断结果为否，则判断所述 的比值是否大于或等于1，若判断结果为是，则进入S3.3；若判断结果为否，则判断所述 的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则进入S3.4；

所述步骤S3.3，判断所述 的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为中温过热；若判断否，则判断所述 的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为超低温过热；

所述步骤S3.4，判断所述 的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为低温过热；若判断否，则判断所述 的比值是否小于0.1，若判断结果为是，则故障原因为局部放电。

本发明具有以下有益效果：

本发明基于物联网，使用数据采集子系统检测变压器内部气体浓度的变化来判断变压器是否发生故障，经物联网网关的数据传到，通过数据分析子系统的计算分析，得到分析结果，最后呈现在显示终端上及时预警，防止故障进一步升级，确保生产正常进行。

附图说明

图1为本发明一种基于物联网检测变压器故障的系统的框图；

图2为图1中数据采集子系统的框图；

图3为图1中数据分析子系统的框图；

图4为本发明一种基于物联网检测变压器故障的方法的流程图；

图5为图3中步骤S3的判断图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1-3所示，一种基于物联网检测变压器故障的系统，包括数据采集子系统、物联网网关、数据分析子系统、显示终端；

所述数据采集子系统包括用于测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器。

所述油气测量装置包括油气分离器、色谱柱和气敏传感器；

所述油气分离器与变压器连接，用于通过激震方式实现油气分离，分离出混合多种气体的综合气体。变压器油经油气分离器，在真空机超声波的激震作用下实现油气分离，获得混合多种气体的综合气体。

所述色谱柱设置于所述油气分离器和所述气敏传感器之间，用于将所述综合气体再次分离成多种单一性的单一气体。综合气体在载气的作用下经过所述色谱柱，所述色谱柱对不同气体具有不同的亲和作用，所述综合气体被依次分离，至少分离、、、、等气体。

所述气敏传感器用于将每种所述单一气体逐一检测，按照出峰顺序对所述单一气体逐一检测，得出每种所述单一气体的浓度数据（此时浓度数据以电信号的形式存在）。

所述采集器包括信号放大模块、模数转换模块和数据通信模块；

所述信号放大模块与所述气敏传感器连接，用于接收所述浓度数据的模拟信号并将信号放大，同时进行滤波，消除信号中的杂质并将信号放大。

所述模数转换模块与所述数信号放大模块连接，用于将所述浓度数据的模拟信号转换成数字信号，生产采集数据（此时的所述第二浓度数据为已经过转换后的信号，已经为数字信号）。

其中，所述第二浓度数据包括的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据。

所述数据通信模块与所述物联网网关连接，用于上传所述模数转换模块转换后的所述采集数据。

所述物联网网关，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，用于与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统。

所述物联网网关作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，具有数据的通信。所述物联网网关接收所述采集数据给所述数据分析子系统。

所述数据分析子系统，用于分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端。

所述数据分析子系统包括数据通讯模块、数据计算模块、对比分析模块；

所述数据通讯模块分别与所述物联网网关、所述显示终端连接，用于在所述物联网网关、所述显示终端之间实现数据信息交互。

所述数据通讯模块包括：

第一接收子模块，用于接收所述第二浓度数据并向所述数据计算模块传送所述第二浓度数据。

第一发送子模块，用于接收所述分析结果并将所述分析结果下发至所述显示终端连接。

所述数据计算模块，用于对所述第二浓度数据进行计算，得到计算数据。所述计算数据包括的比值、的比值、的比值、的比值。

所述对比分析模块，用于将所述计算数据和预设标准数据进行比对，并获得所述分析结果。

将所述的比值、所述的比值、所述的比值、所述的比值和所述预设标准数据进行对比，判断出变换器的故障情况，并生成分析结果。

所述显示终端，用于呈现所述分析结果。

本技术方案基于物联网，使用数据采集子系统检测变压器内部气体浓度的变化来判断变压器是否发生故障，经物联网网关的数据传到，通过数据分析子系统的计算分析，得到分析结果，最后呈现在显示终端上及时预警，防止故障进一步升级，确保生产正常进行。

实施例2

基于实施例1，与实施例1不同之处：

本实施例为基于实施例1之上的方法，具体通过该方法，一步步的进行操作和判断，最后能分析出变压器具体出现或可能出现什么故障，并及时的给相关人员进行反馈预警。

如图4-5所示，一种基于物联网检测变压器故障的方法，包括以下步骤：

S1，所述数据采集子系统测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；

S2，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；

S3，所述数据分析子系统分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；

S4，所述显示终端呈现所述分析结果。

其中，所述步骤S3中的分析方法包括：

S3.1，判断所述的比值是否大于或等于3，若判断结果为是，则故障原因为低能放电，其中当已判断为低能放电时，还需进一步的判断，当所述的比值大于或等于1时仅为低能放电、当所述的比值小于1时为低能放电兼过热（此时需要做降温处理）；若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为电弧放电，其中当已判断为电弧放电时，还需进一步的判断，当所述的比值大于或等于1时为电弧放电兼过热（此时需要做降温处理）、当所述的比值小于1时为仅电弧放电；若判断结果为否，则进入下一步；

S3.2，判断所述的比值是否小于或等于3，若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于1，若判断结果为是，则进入S3.3；若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则进入S3.4；

所述步骤S3.3，判断所述的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为中温过热；若判断否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为超低温过热；

所述步骤S3.4，判断所述的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为低温过热；若判断否，则判断所述的比值是否小于0.1，若判断结果为是，则故障原因为局部放电。

通过对多种单一气体之间比值的计算，以及根据预设标准进行比对判断，得出变压器具体的故障或可能存在的故障，以便尽早处理维修。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种基于物联网检测变压器故障的系统，包括数据采集子系统、物联网网关、数据分析子系统、显示终端，其特征在于，包括：

所述数据采集子系统包括用于测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；

所述物联网网关，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，用于与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；

所述数据分析子系统，用于分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；

所述显示终端，用于呈现所述分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述油气测量装置包括油气分离器、色谱柱和气敏传感器；

所述油气分离器与变压器连接，用于通过激震方式实现油气分离，分离出混合多种气体的综合气体；

所述色谱柱设置于所述油气分离器和所述气敏传感器之间，用于将所述综合气体再次分离成多种单一性的单一气体；所述气敏传感器用于将每种所述单一气体逐一检测，得出每种所述单一气体的浓度数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述采集器包括信号放大模块、模数转换模块和数据通信模块；

所述信号放大模块与所述气敏传感器连接，用于接收所述浓度数据的模拟信号并将信号放大；

所述模数转换模块与所述数信号放大模块连接，用于将所述浓度数据的模拟信号转换成数字信号，生产采集浓度数据；

所述数据通信模块与所述物联网网关连接，用于上传所述模数转换模块转换后的所述采集浓度数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述采集浓度数据包括的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据、的浓度数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述数据分析子系统包括数据通讯模块、数据计算模块、对比分析模块；

所述数据通讯模块分别与所述物联网网关、所述显示终端连接，用于在所述物联网网关、所述显示终端之间实现数据信息交互；

所述数据计算模块，用于对所述采集浓度数据进行计算，得到计算数据；

所述对比分析模块，用于将所述计算数据和预设标准数据进行比对，并获得所述分析结果。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述数据通讯模块包括：

第一接收子模块，用于接收所述采集浓度数据并向所述数据计算模块传送所述第二浓度数据；

第一发送子模块，用于接收所述分析结果并将所述分析结果下发至所述显示终端连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述计算数据包括的比值、的比值、的比值、的比值。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网检测变压器故障的系统，其特征在于，所述对比分析模块包括：

将所述的比值、所述的比值、所述的比值、所述的比值和所述预设标准数据进行对比，判断出变换器的故障情况，并生成分析结果。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网检测变压器故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述数据采集子系统测量气体数据的油气测量装置和与所述油气测量装置连接的采集器；

S2，作为所述数据采集子系统与所述云端数据分析子系统之间的互连节点，与所述采集器连接获取采集数据并上传所述采集数据至所述数据分析子系统；

S3，所述数据分析子系统分析所述采集数据得到分析结果后至所述显示终端；

S4，所述显示终端呈现所述分析结果。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网检测变压器故障的方法，其特征在于，所述步骤S3中的分析方法包括：

S3.1，判断所述的比值是否大于或等于3，若判断结果为是，则故障原因为低能放电；若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为电弧放电；若判断结果为否，则进入下一步；

S3.2，判断所述的比值是否小于或等于3，若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于1，若判断结果为是，则进入S3.3；若判断结果为否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则进入S3.4；

所述步骤S3.3，判断所述的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为中温过热；若判断否，则判断所述的比值是否大于或等于0.1，若判断结果为是，则故障原因为超低温过热；

所述步骤S3.4，判断所述的比值是否大于或等于1，若判断是，则故障原因为低温过热；若判断否，则判断所述的比值是否小于0.1，若判断结果为是，则故障原因为局部放电。