CN111999608B - 配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端 - Google Patents

配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配电网技术领域，公开了一种配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端。所述监测方法包括：采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失。本发明可基于配电变压器的与负载相关的参数来精确地评估配电变压器的剩余寿命，从而根据所评估的配电变压器的剩余寿命来定制相应的维保方案。

Description

配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，具体地涉及一种配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端。
背景技术
配电网具有电压等级多、网络结构复杂、设备类型多样、作业点多面广、安全环境相对较差等特点，因此配电网的安全风险因素也相对较多。近年来，我国配电网建设投入不断加大，配电网发展取得显著成效。随着电力设备容量的增大和电网规模的扩大，电力系统可为各类用户提供电力能源，然而这就对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了更高的要求。
配电变压器是一种数量多、应用很普遍、直接面向用户的电力设备，配电变压器的工作状态直接影响到用户的用电质量。配电变压器在电力系统中的地位举足轻重，其是电力系统中最重要和最昂贵的电气设备之一。配电变压器运行的安全可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。因此，提高配电变压器(特别是大型电力变压器)运行的可靠性对整个电网的安全可靠运行具有十分重要的意义。
配电变压器在长时间运行中因受高温的作用会逐渐劣化，当绝缘劣化到一定程度后，会引起快速短路而导致变压器故障。目前，主要通过顶层油温模型对配电变压器进行定期维护，以确保整个电网的安全运行。但该种定期维护的技术方案存在以下两个缺陷：第一，定期维护工作的有效性较差；第二，不同负荷所对应的时间段较短，导致在实际测量时的油温处于不稳定状态，故测量到的油温非常不准确，由此通过测量的油温与所述顶层油温模型得到的配电变压器的状态不真实。
发明内容
本发明的目的是提供一种配电变压器的监测方法、监测系统与智能终端，其可基于配电变压器的与负载相关的参数来精确地评估配电变压器的剩余寿命，从而根据所评估的配电变压器的剩余寿命来定制相应的维保方案。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种配电变压器的监测方法，所述监测方法包括：采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失。
优选地，所述确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值包括：根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定每个预设周期内的每个时间段内的用电负荷；以及根据所述每个时间段内的用电负荷，确定所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值。
优选地，所述根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述根据每个预设周期内的所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率与所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失包括：通过下式计算所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失，
Figure BDA0002603866600000031
其中，n为所述多个预设周期的总数；Vpi为第i个预设周期Ti内的所述第一绝缘寿命损失率；以及Vyi为第i个预设周期Ti内的所述第二绝缘寿命损失率。
优选地，所述监测方法还包括：采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述述配电变压器发生故障。
优选地，所述与多个用电负荷相对应的标准参数模型包括：与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型及与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型，其中j为大于1的多个整数中的任一者，并且，所述与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型通过以下方式获取：在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及将所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中，所述与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型通过以下方式获取：在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及在所述第j预设时间段内的用电负荷及预设环境参数中的至少一个参数与所述标准参数模型数据库中的所有标准参数模型中的相应参数的差值的绝对值大于预设值的情况下，将所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第j预设时间段内的用电负荷相对应的第j标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中。
优选地，所述预设环境参数为环境温度。
本发明第二方面提供一种配电变压器的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：第一数据采集装置，用于采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；负荷确定装置，用于根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及寿命损失确定装置，用于根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失。
优选地，所述监测系统还包括：第二数据采集装置，用于采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；筛选装置，用于从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及故障确定装置，用于在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述述配电变压器发生故障。
通过上述技术方案，本发明创造性地根据多个预设周期中的每个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据，确定配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；然后根据多个预设周期中的每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值，确定配电变压器在多个预设周期内的绝缘寿命损失。由此，本发明可基于配电变压器的与负载相关的参数来精确地评估配电变压器的剩余寿命，从而根据所评估的配电变压器的剩余寿命来定制相应的维保方案。
本发明第三方面还提供一种智能终端，所述智能终端包括：根据所述的配电变压器的监测系统；以及报警装置，用于在确定所述述配电变压器发生故障的情况下，进行报警。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的配电变压器的监测方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值的流程图；
图3是本发明一实施例提供的标准参数模型数据库的建立过程的流程图；
图4是本发明一实施例提供的配电变压器的监测系统的结构图；以及
图5是本发明一实施例提供的配电变压器的监测系统的结构图。
附图标记说明
10      第一数据采集装置       20       负荷确定装置
30      寿命损失确定装置       100      采集装置
110     MCU                    120      算法装置
130     存储装置               140      通信装置
150     电源装置               160      输入输出装置
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一实施例提供的配电变压器的监测方法的流程图。如图1所示，所述配电变压器的监测方法可包括步骤S101-S103。
步骤S101，采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据。
可采用任何合理的电压(或电流)采集装置采集多个预设周期内的三相电压(或电流)数据。其中，所述预设周期可为交流电的周期。
步骤S102，根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值。
对于步骤S102，所述确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值包括步骤S201-S202，如图2所示。
对于每个预设周期(例如，交流电的周期T)，考虑到电压与电流均随时间发生变化，即用电负荷(例如用电功率)随时间发生变化，故为了精确表征每个预设周期内的用电负荷情况，在本实施例中引入平均相对负荷值和平均相对有效负荷值来综合反映负荷状态。由此，需要将每个预设周期划分为若干个时间段，接着确定每个时间段内的用电负荷，然后根据每个时间段内的用电负荷确定每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值。
步骤S201，根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定每个预设周期内的每个时间段内的用电负荷。
若每个预设周期内的三相电压数据分别为ua(t)、ub(t)、uc(t)，以及每个预设周期内的三相电压数据分别为ia(t)、ib(t)、ic(t)，则对于电力系统，在每个预设周期(例如第k个预设周期Tk)内的第i个时间段ti内的周期函数的三相电压和三相电流有效值可分别通过以下公式(1)与(2)计算得到，其中i＝1、2、……(正整数)、j(也就是说，可将每个预设周期划分为j个时间段，t1+t2+...+tj＝Tk。当然，还可将每个预设周期划分为不同数目个时间段)：
Figure BDA0002603866600000071
Figure BDA0002603866600000081
考虑到三相不平衡，可根据下式(3)计算得到配电变压器在每个时间段ti内的用电负荷Si：
Figure BDA0002603866600000082
也就是说，根据公式(1)-(3)可计算得到每个预设周期内的时间段t1内的用电负荷S1、时间段t2内的用电负荷S2、……、时间段tj内的用电负荷Sj。
步骤S202，根据所述每个时间段内的用电负荷，确定所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值。
在一实施例中，可根据每个时间段内的用电负荷及公式(4)计算每个预设周期内的平均相对负荷值SP：
Sp＝(S1t1+S2t2+…+Sjtj)/(t1+t2+…+tj)。            (4)
在另一实施例中，可根据每个时间段内的用电负荷及公式(5)计算每个预设周期内的平均相对有效负荷值Sy：
Figure BDA0002603866600000083
在又一实施例中，还可同时根据每个时间段内的用电负荷、公式(4)与公式(5)计算得到平均相对负荷值SP与平均相对有效负荷值Sy。
步骤S103，根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失。
对于步骤S103，可分成以下三种情况确定配电变压器在多个预设周期内的绝缘寿命损失。
第一种情况，根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失可包括：根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
蒙特辛格关系式表示周期T内的用电负荷S引起的该周期T内的绝缘寿命损失率V，其具体表示为下式(6)：
V＝e-εS。                      (6)
具体地，根据蒙特辛格关系式(6)及每个预设周期内的平均相对负荷值SP，可计算得到配电变压器在任一预设周期Tk内的第一绝缘寿命损失率
Figure BDA0002603866600000091
然后根据公式
Figure BDA0002603866600000092
计算n个预设周期内的(累积)绝缘寿命损失，其中n为所述多个预设周期的总数。
第二种情况，根据每个预设周期内的所述平均相对有效负荷值，确定配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
具体地，根据蒙特辛格关系式(6)及每个预设周期内的平均相对有效负荷值Sy，可计算得到配电变压器在任一预设周期Tk内的第一绝缘寿命损失率
Figure BDA0002603866600000093
然后根据公式
Figure BDA0002603866600000094
计算n个预设周期内的(累积)绝缘寿命损失，其中n为所述多个预设周期的总数。
第三种情况，根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和所述平均相对有效负荷值，确定配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率与所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
对于计算每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率与第二绝缘寿命损失率的过程，可分别参见上述第一种情况与第二情况的描述，于此不再赘述。然后，根据任一预设周期Tk内的第一绝缘寿命损失率Vpk与第二绝缘寿命损失率Vyk计算n个预设周期内的所述绝缘寿命损失L。
具体地，根据所述第一绝缘寿命损失率Vpk、所述第二绝缘寿命损失率Vyk及公式(7)计算n个预设周期内的(累积)绝缘寿命损失L，
Figure BDA0002603866600000101
其中，n为所述多个预设周期的总数；Vpk为第k个预设周期Tk内的所述第一绝缘寿命损失率；以及Vyk为第k个预设周期Tk内的所述第二绝缘寿命损失率。
在上述各个实施例中，由于采用了引起寿命降低的直接因素参数(电压及电流参数)，故该方法对配电变压器的寿命折算的评价结果更加准确，同时可基于评价结果来实现针对配电变压器的定制化维保方案。
目前，对于配电变压器的绕组(热点)温度的测量，主要采用以下三种方法：热模拟测量法、直接测量法和间接计算法。其中，方法一的精确度较差；方法二所用设备昂贵，多用于变压器出厂前的检测。故前两种方法的应用较少。方法三主要为油温检测，随着油液的长期高温状态，油液性能出现下降，尤其是绕组附近出现结焦，这影响温度传导，导致测得油温与绕组误差变大。在本发明实施例中，综合考虑配电变压器的用电负荷S以及环境温度W对变压器油温度(油温)T的影响，通过所述油温T的测量实质上也是要确定绕组(热点)温度的情况。具体地，可通过实时采样大数据来建立标准参数模型数据库(例如，大量的变压器油温度T与负荷及环境温度的函数关系)，然后将实时采集的配电变压器的用电负荷S、环境温度W及油温T与标准参数模型进行对比分析，以实现配电变压器的实时状态监测。由于是测量数据的分析对比，故本发明各个实施例避免了模拟方法和间接方法的准确性问题。
在一实施例中，所述监测方法还可包括：采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述述配电变压器发生故障。其中，所述预设环境参数可为环境温度。
其中，所述与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型可指：所述配电变压器的用电负荷与所述特定标识参数模型中的用电负荷的差值的绝对值小于预设用电负荷差值(例如，5％，当然不限于5％)。
其中，所述与多个用电负荷相对应的标准参数模型可包括：与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型及与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型，其中j为大于1的多个整数中的一者。
并且，所述与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型可通过以下方式获取：在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及将所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中。相应地，所述与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型可通过以下方式获取：在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及在所述第j预设时间段内的用电负荷及预设环境参数中的至少一个参数与所述标准参数模型数据库中的所有标准参数模型中的相应参数的差值的绝对值大于预设值的情况下，将所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第j预设时间段内的用电负荷相对应的第j标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中。
具体地，可通过图3所示的步骤S301-S307来说明标准参数模型数据库的建立过程。需要说明的是，在标准参数模型数据库的建立过程中，需保证配电变压器始终处于正常运行状态。
步骤S301，采集配电变压器在时间段ti内的用电负荷、环境温度及油温。
其中，i的初始值为1。
步骤S302，将该时间段ti内的用电负荷Si、环境温度Wi及油温Ti作为与用电负荷Si相对应的标准参数模型存储到标准参数模型数据库中，并执行i＝i+1。
其中，所述标准参数模型可为函数关系Ti＝F(Si,Wi)。以配电变压器的用电负荷与环境温度为输入变量，且以配电变压器的油温为输出量。当检测到其中某一个参数发生变化，并且变化幅度对比已存储数据超过5％(不限于5％)，则将该组数据存储。
步骤S303，采集下一时间段ti内的用电负荷Si、环境温度Wi及油温Ti。
步骤S304，判断Si与已存储的所有用电负荷的差值的绝对值或者Wi与已存储的所有环境温度的差值的绝对值是否大于5％，若是，则执行步骤S305；否则，执行i＝i+1及步骤S303。
若与数据库中的所有的相应参数相比，用电负荷或环境温度中的任一者的变化量的绝对值大于5％，则存储该时间段ti内的用电负荷Si、环境温度Wi及油温Ti；否则，舍弃该时间段ti内的参数，采集下一时间段内的参数。
例如，时间段t2内的用电负荷比时间段t1内的用电负荷大5％或者小5％，则将时间段t2内的用电负荷S2、环境温度W2及油温T2作为与用电负荷S2相对应的标准参数模型存储到标准参数模型数据库中；否则，舍弃时间段t2内的数据。或者，若将时间段t3内的用电负荷S3及环境温度W3分别与时间段t1、t2内的用电负荷及环境温度进行比较，若用电负荷S3或环境温度W3中的任一者的变化量的绝对值均大于5％(例如，时间段t3内的环境温度比时间段t2、t1内的环境温度均大5％或者均小5％)，将该时间段t3内的用电负荷S3、环境温度W3及油温T3作为与用电负荷S3相对应的标准参数模型存储到标准参数模型数据库中。
步骤S305，将该时间段ti内的用电负荷Si、环境温度Wi及油温Ti作为与用电负荷Si相对应的标准参数模型存储到标准参数模型数据库中。
步骤S306，判断i是否大于N，若是，则执行步骤S307；否则，执行i＝i+1及步骤S303。
步骤S307，确定标准参数模型数据库建立完成
直至存储到预设数目N的标准参数模型为止，从而可存储足够数目的不同的标准参数模型。由此，可将实时采集的用电负荷、环境温度及油温与大数据的标准参数模型进行比较，并根据比较结果来精确地确定配电变压器的实时健康状态。
下面以图3所示的步骤S308-S311为例对实时监测配电变压器的状态的过程进行说明。
步骤S308，采集配电变压器的用电负荷、环境温度及油温。
步骤S309，筛选与配电变压器的用电负荷相匹配的特定标准参数模型。
步骤S310，判断配电变压器的环境温度与特定标准参数模型中的环境温度的差值的绝对值小于或等于5％，且电变压器的油温与特定标准参数模型中的油温的差值的绝对值大于5％是否成立，若是，则执行步骤S311；否则执行步骤S308。
在其他实施例中，在步骤S310中还可判断配电变压器的环境温度与特定标准参数模型中的环境温度的差值的绝对值小于或等于3％(或者其他合理的比例)，且电变压器的油温与特定标准参数模型中的油温的差值的绝对值大于7％(或者其他合理的比例)是否成立。
步骤S311，执行故障报警。
也就是说，当运行过程中配电变压器的用电负荷与环境温度在5％波动范围内而油温波动持续在5％以上时，进行故障报警。
因此，本发明的上述实施例可实现对电力变压器的实时健康状态监测，且可指导变压器的运行维护，从而可及时发现存在的异常状态，在故障发生前消除存在的安全隐患。
综上所述，本发明创造性地根据多个预设周期中的每个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据，确定配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；然后根据多个预设周期中的每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值，确定配电变压器在多个预设周期内的绝缘寿命损失。由此，本发明可基于配电变压器的与负载相关的参数来精确地评估配电变压器的剩余寿命，从而根据所评估的配电变压器的剩余寿命来定制相应的维保方案。
图4是本发明一实施例提供的配电变压器的监测系统的结构图。如图4所示，所述监测系统可包括：第一数据采集装置10，用于采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；负荷确定装置20，用于根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及寿命损失确定装置30，用于根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失。
优选地，所述负荷确定装置20包括：第一负荷确定模块(未示出)，用于根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定每个预设周期内的每个时间段内的用电负荷；以及第二负荷确定模块(未示出)，用于根据所述每个时间段内的用电负荷，确定所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值。
优选地，所述寿命损失确定装置30包括：第一绝缘寿命损失率确定模块(未示出)，用于根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；以及第一绝缘寿命损失确定模块(未示出)，用于根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述寿命损失确定装置30包括：第二绝缘寿命损失率确定模块(未示出)，用于根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及第二绝缘寿命损失确定模块(未示出)，用于根据所述每个预设周期内的所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述寿命损失确定装置30包括：第三绝缘寿命损失确定模块(未示出)，用于根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率与所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
优选地，所述监测系统还包括：第二数据采集装置(未示出)，用于采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；筛选装置(未示出)，用于从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及故障确定装置(未示出)，用于在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述述配电变压器发生故障。
其中，所述第一数据采集装置10与所述第二数据采集装置可集成在同一采集装置100中，如图5所示。当然，所述第一数据采集装置10与所述第二数据采集装置也可为两个单独的采集装置。
其中，所述负荷确定装置20、所述寿命损失确定装置30、所述筛选装置(未示出)及所述故障确定装置(未示出)均可集成在微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)110中。所述MCU110用于对采集的数据进行分析与计算，以确定配电变压器的绝缘寿命损失和/或故障情况，具体描述详见上述内容。
在一实施例中，所述监测系统还可包括：算法装置120，用于烧写上述配电变压器的监测方法的算法程序；以及存储装置130，用于存储所述第一数据采集装置100与所述第二数据采集装置(未示出)采集的数据及所述算法程序，如图5所示。并所述算法装置具有升级功能。相应地，所述MCU110可用于通过调用所述算法装置120内的相关算法程序来对采集的数据进行分析与计算
在另一实施例中，所述监测系统还可包括：通信装置140，用于提供本地传感器(或采集终端)以及远程主站两者与MCU110之间的有线或无线通信方式，以实现两者之间的数据传输。其中，所述通信装置可包括本地通信装置(例如RS232接口与RS485接口)和远程通信装置(例如通用无线分组业务(General packetradio service，GPRS)装置)。
在又一实施例中，所述监测系统还可包括：电源装置150，用于为该监测系统中的各个装置供电；以及输入输出装置160，其包括分别与MCU110相连的开关量输入/输出接口和模拟量输入/输出接口。其中，所述开关量输入/输出接口用于输入/输出开关量信号(该开关量信号包括断路器和隔离开关等开关状态信号、故障报警信号)；以及模拟量输入/输出接口用于与其他传感器相连接，以用于输入/输出其他采集数据(也就是说，模拟量输入/输出接口为预留接口)。
本发明一实施例还提供一种智能终端。所述智能终端包括：根据所述的配电变压器的监测系统；以及报警装置，用于在确定所述述配电变压器发生故障的情况下，进行报警。
本发明另一实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的配电变压器的监测方法。
所述机器可读存储介质包括但不限于相变内存(相变随机存取存储器的简称，Phase Change Random Access Memory，PRAM，亦称为RCM/PCRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体(Flash Memory)或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种配电变压器的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；
根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及
根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失，
其中，根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：
根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；
根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及
根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率与所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
2.根据权利要求1所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，所述确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值包括：
根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定每个预设周期内的每个时间段内的用电负荷；以及
根据所述每个时间段内的用电负荷，确定所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值。
3.根据权利要求1所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，
所述根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：
根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；以及
根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
4.根据权利要求1所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，
所述根据每个预设周期内的所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：
根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及
根据所述每个预设周期内的所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
5.根据权利要求1所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，所述确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失包括：
通过下式计算所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失，
Figure FDA0004065450150000021
其中，n为所述多个预设周期的总数；Vpi为第i个预设周期Ti内的所述第一绝缘寿命损失率；以及Vyi为第i个预设周期Ti内的所述第二绝缘寿命损失率。
6.根据权利要求1所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括：
采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；
从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及
在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述配电变压器发生故障。
7.根据权利要求6所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，所述与多个用电负荷相对应的标准参数模型包括：与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型及与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型，其中j为大于1的多个整数中的一者，
并且，所述与第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型通过以下方式获取：
在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及
将所述配电变压器在所述第1预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第1预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中，
所述与第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型通过以下方式获取：
在所述配电变压器处于正常状态下，采集所述配电变压器在所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温；以及
在所述第j预设时间段内的用电负荷及预设环境参数中的至少一个参数与所述标准参数模型数据库中的所有标准参数模型中的相应参数的差值的绝对值大于预设值的情况下，将所述第j预设时间段内的用电负荷、预设环境参数及油温作为与所述第j预设时间段内的用电负荷相对应的标准参数模型存储到所述标准参数模型数据库中。
8.根据权利要求6所述的配电变压器的监测方法，其特征在于，所述预设环境参数为环境温度。
9.一种配电变压器的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：
第一数据采集装置，用于采集所述配电变压器在三相交流电的多个预设周期内的三相电压数据与三相电流数据；
负荷确定装置，用于根据所述多个预设周期中的每一者内的所述三相电压数据与所述三相电流数据，确定所述配电变压器在每个预设周期内的平均相对负荷值和/或平均相对有效负荷值；以及
寿命损失确定装置，用于根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和/或所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失，
其中，根据每个预设周期内的所述平均相对负荷值和所述平均相对有效负荷值，确定所述配电变压器在所述多个预设周期内的绝缘寿命损失包括：
根据所述平均相对负荷值及蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第一绝缘寿命损失率；
根据所述平均相对有效负荷值及所述蒙特辛格关系式，确定所述配电变压器在所述每个预设周期内的第二绝缘寿命损失率；以及
根据所述每个预设周期内的所述第一绝缘寿命损失率与所述第二绝缘寿命损失率，确定所述多个预设周期内的所述绝缘寿命损失。
10.根据权利要求9所述的配电变压器的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：
第二数据采集装置，用于采集所述配电变压器的用电负荷、预设环境参数及油温；
筛选装置，用于从标准参数模型数据库中筛选与所述配电变压器的用电负荷相匹配的所述配电变压器的特定标准参数模型，其中，所述标准参数模型数据库被配置有与多个用电负荷相对应的标准参数模型，且所述标准参数模型为所述配电变压器处于正常状态下的用电负荷、预设环境参数及油温之间的标准映射关系；以及
故障确定装置，用于在所述配电变压器的预设环境参数与所述特定标准参数模型中的预设环境参数的差值小于或等于预设环境参数差值且所述配电变压器的油温与所述特定标准参数模型中的油温的差值大于预设油温差值的情况下，确定所述配电变压器发生故障。
11.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括：
根据权利要求10所述的配电变压器的监测系统；以及
报警装置，用于在确定所述配电变压器发生故障的情况下，进行报警。
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