CN110514239A - 一种油浸式变压器火灾早期预警装置 - Google Patents

一种油浸式变压器火灾早期预警装置 Download PDF

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郭鹏宇
蔚超
李建生
陈刚
王铭民
陆云才
吴鹏
杨小平
谢天喜
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Abstract

本发明公开了一种油浸式变压器火灾早期预警装置，包括多维传感监测模块、信号采集模块、多路通讯模块以及上位机处理模块。其中，多维传感监测模块包括高频电流传感器、接地电流传感器、振动传感器以及噪声传感器；多路通讯模块包括无线通讯模块以及光纤通讯模块；上位机处理模块采用人工智能算法。本发明利用多种传感器对变压器的各项参数进行全方位的监测，同时采用多路通讯方式保证了数据传输的高效性及可靠性，最后通过人工智能算法的处理，准确判断出变压器是否出现故障并作出预警，从而避免了火灾的发生，保证了电网能够安全、稳定地运行，保护了居民的人身财产安全。

Description

一种油浸式变压器火灾早期预警装置
技术领域
本发明涉及变压器领域，特别涉及一种油浸式变压器火灾早期预警装置。
背景技术
变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止电器设备，它是根据电磁感应原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器。其中，电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备，其内部含有大量的绝缘油，同时还有一定数量的可燃物，如纸板、木材等，这些物质遇高温、火花或电弧等易于引发火灾和爆炸，尤其当燃烧的油大量向外流淌，极易使火势蔓延扩大。一旦发生火灾，便会影响居民的正常用电，造成大量的财产损失。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种油浸式变压器火灾早期预警装置，预防变压器着火，对变压器火灾进行提前预警。
技术方案：本发明提出了一种油浸式变压器火灾早期预警装置，包括多维传感监测模块、信号采集模块、多路通讯模块以及上位机处理模块，所述多维传感监测模块包括振动传感器、噪声传感器以及电流传感器；
所述多维传感监测模块：用来实时监测变压器的各种参数并上传给信号采集模块；
所述信号采集模块：用来接收来自多维传感监测模块的数据；
所述上位机处理模块：接收所述信号采集模块获得的多维监测数据并进行分析，判断变压器火灾风险，控制预警。
所述振动传感器采用磁铁吸附式安装结构，振动加速度测量范围为0-10g，振动频率测量范围为50Hz-1kHz。
所述噪声传感器需加装防风防雨罩，变压器故障产生的噪声为高频噪声，所述噪声传感器选用A记权，测量范围为30dB-130dB。
所述电流传感器包括高频电流传感器和接地电流传感器，高频电流传感器用以监测变压器故障所引起的高频电流，接地电流传感器用以监测变压器故障所引起的大电流。
所述接地电流传感器采用开口式安装结构，针对不同故障类型，所述接地电流传感器包含两个档位：小电流档位和大电流档位，小电流档位的测量范围在10mA-10A，且精度不低于2％，大电流档位的测量范围在10A-3000A，且精度不低于5％。
所述高频电流传感器采用开口式安装结构，测量范围为1MHz-30MHz，检测灵敏度为5pC。
所述高频电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述接地电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述振动传感器至少需要1个，摆放位置为变压器器身部位，若所监测的变压器包含有载分接开关，则至少还需2个振动传感器摆放于有载分接开关的顶部和侧面；所述噪声传感器至少需要1个，摆放至变压器本体两米处。
所述信号采集模块采用不锈钢机柜结构，针对安装及运行环境的不同共有两种设计结构：在室内或者封闭场合下，采用壁挂式小机箱结构；在户外恶劣环境下，则采用包含散热通风、加热除湿功能的立式大机柜结构。
所述多路通讯模块包括无线通讯模块和光纤通讯模块。
所述无线通讯模块安装于装置柜内，并采用移动4G的APN通道接入内网，IP地址为内网地址。
所述光纤通讯模块采用站内网络，铺设光缆并在机房内安装光纤交换机。
本发明所述油浸式变压器火灾早期预警装置的预警方法，利用所述上位机处理模块实现预警，具体采用具备自学能力的专家系统，根据专家经验建立知识库，并设置好初始阈值，接收来自多路通讯模块中传来的多维监测数据进行对比分析，任意一种传感器的数据超过所设阈值时，确定出现一种风险指标，当风险指标在3个或3个以上时，便判断存在火灾风险并给予报警，然后将该次事件的数据返回知识库中作为故障信息进行保存并更新阈值。
有益效果：本发明通过多个传感器对变压器参数进行全方位、多维度的监测，并利用双路通讯的方式保证了信息及时、准确的传输，最后通过专家系统的方式迅速、准确的判断出变压器是否存在火灾风险，若存在则提前预警，能够有效的预防变压器火灾的发生，极大的保障了社会财产安全。
附图说明
图1为油浸式变压器火灾早期预警装置框架图；
图2为该装置中上位机处理模块的分析流程图。
具体实施方式
如图1，本发明所述一种油浸式变压器火灾早期预警装置，包括多维传感监测模块、信号采集模块、多路通讯模块以及上位机处理模块，所述多维传感监测模块包括振动传感器、噪声传感器以及电流传感器；
所述多维传感监测模块：用来实时监测变压器的各种参数并上传给信号采集模块；
所述信号采集模块：用来接收来自多维传感监测模块的数据；
所述上位机处理模块：接收所述信号采集模块获得的多维监测数据并进行分析，判断变压器火灾风险，控制预警。
所述振动传感器采用磁铁吸附式安装结构，振动加速度测量范围为0-10g，振动频率测量范围为50Hz-1kHz。
所述噪声传感器需加装防风防雨罩，变压器故障产生的噪声为高频噪声，所述噪声传感器选用A记权，测量范围为30dB-130dB。
所述电流传感器包括高频电流传感器和接地电流传感器，高频电流传感器用以监测变压器故障所引起的高频电流，接地电流传感器用以监测变压器故障所引起的大电流。
所述接地电流传感器采用开口式安装结构，针对不同故障类型所述接地电流传感器包含两个档位：小电流档位和大电流档位，小电流档位的测量范围在10mA-10A，且精度不低于2％，大电流档位的测量范围在10A-3000A，且精度不低于5％。
所述高频电流传感器采用开口式安装结构，测量范围为1MHz-30MHz，检测灵敏度为5pC。
所述高频电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述接地电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述振动传感器至少需要1个，摆放位置为变压器器身部位，若所监测的变压器包含有载分接开关，则至少还需2个振动传感器摆放于分接开关的顶部和侧面；所述噪声传感器至少需要1个，摆放至变压器本体两米处。
所述信号采集模块采用不锈钢机柜结构，针对安装及运行环境的不同共有两种设计结构：在室内或者封闭场合下，采用壁挂式小机箱结构；在户外恶劣环境下，则采用包含散热通风、加热除湿功能的立式大机柜结构。
所述多路通讯模块包括无线通讯模块和光纤通讯模块。
所述无线通讯模块安装于装置柜内，并采用移动4G的APN通道接入内网，IP地址为内网地址。
所述光纤通讯模块采用站内网络，铺设光缆并在机房内安装光纤交换机。
本发明所述油浸式变压器火灾早期预警装置的预警方法，利用所述上位机处理模块实现预警，所述上位机处理模块采用的是人工智能算法，具体来说采用具备自学能力的专家系统，如图2，根据专家经验建立知识库，并设置好初始阈值，接收来自多路通讯模块中传来的多维监测数据进行对比分析，任意一种传感器的数据超过所设阈值时，便认定为出现一种风险指标，当风险指标在3个或3个以上时，便判断存在火灾风险并给予报警，然后将该次事件的数据返回知识库中作为故障信息进行保存并更新阈值。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：包括多维传感监测模块、信号采集模块、多路通讯模块以及上位机处理模块；
所述多维传感监测模块：用来实时监测变压器的各种参数并上传给信号采集模块；
所述信号采集模块：用来接收来自多维传感监测模块的数据；
所述上位机处理模块：接收所述信号采集模块获得的多维监测数据并进行分析，判断变压器火灾风险，控制预警。
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述多维传感监测模块包含振动传感器，所述振动传感器采用磁铁吸附式安装结构，振动加速度测量范围为0-10g，振动频率测量范围为50Hz-1kHz。
3.根据权利要求1所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述多维传感监测模块包含噪声传感器，所述噪声传感器加装防风防雨罩，所述噪声传感器选用A记权，测量范围为30dB-130dB。
4.根据权利要求1所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述多维传感监测模块包含电流传感器，所述电流传感器包括高频电流传感器和接地电流传感器，高频电流传感器用以监测变压器故障所引起的高频电流，接地电流传感器用以监测变压器故障所引起的大电流。
5.根据权利要求4所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述接地电流传感器采用开口式安装结构，所述接地电流传感器包含两个档位：小电流档位和大电流档位，小电流档位的测量范围在10mA-10A，且精度不低于2％，大电流档位的测量范围在10A-3000A，且精度不低于5％。
6.根据权利要求4所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述高频电流传感器采用开口式安装结构，测量范围为1MHz-30MHz，检测灵敏度为5pC。
7.根据权利要求2、3或4所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述高频电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述接地电流传感器至少需要4个，摆放位置分别为：变压器铁心接地线部位1个，夹件接地线部位1个，油箱接地线部位2个；所述振动传感器至少需要1个，摆放位置为变压器器身部位，若需监测的变压器包含有载分接开关，则至少还需2个振动传感器摆放于有载分接开关的顶部和侧面；所述噪声传感器至少需要1个，摆放至变压器本体两米处。
8.根据权利要求1所述的油浸式变压器火灾早期预警装置，其特征在于：所述多路通讯模块包括无线通讯模块和光纤通讯模块。
9.一种权利要求1所述的油浸式变压器火灾早期预警装置的预警方法，其特征在于：利用所述上位机处理模块实现预警，具体采用具备自学能力的专家系统，根据专家经验建立知识库，并设置好初始阈值，接收来自多路通讯模块中传来的多维监测数据进行对比分析，任意一种传感器的数据超过所设阈值时，确定出现一种风险指标，当风险指标在3个或3个以上时，便判断存在火灾风险并给予报警，然后将该次事件的数据返回知识库中作为故障信息进行保存并更新阈值。
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