CN114172266A - 通用型变电设备智能组件柜及变电设备多状态量监控方法 - Google Patents

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CN114172266A CN202111445059.8A CN202111445059A CN114172266A CN 114172266 A CN114172266 A CN 114172266A CN 202111445059 A CN202111445059 A CN 202111445059A CN 114172266 A CN114172266 A CN 114172266A
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张静
肖黎
王辉
陈佳
罗传仙
刘超
黄立才
刘艳光
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Abstract

本发明公开了通用型变电设备智能组件柜，它包括电压监控IED、铁心接地电流监控IED、夹件接地电流监控IED、主IED和服务器；本发明通过采集布置在现场的各个位置的传感器信号，最后通过主IED进行数据整合，实现了智能组件监测元器件的集中监控，本发明利用集中采集到的各个智能组件监测元器件的监测数据实现了准确的变压器故障报告和故障定位，通过变压器故障报告和故障定位全面的反映变压器的运行状态，为变压器日常维护提供了保障。

Description

通用型变电设备智能组件柜及变电设备多状态量监控方法
技术领域
本发明涉及电工检测技术领域，具体地指一种通用型变电设备智能组件柜及变电设备多状态量监控方法。
背景技术
目前变电站中智能组件监测元器件种类繁多，各种智能组件监测元器件均是独立监测并显示变压器的某个对应参数，无法做到智能组件监测元器件的集中监控，不能进行变压器故障报告和故障定位，无法全面反映变压器的运行状态，给变压器日常维护带来了困难。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种通用型变电设备智能组件柜及变电设备多状态量监控方法，本发明实现了变电设备智能组件的灵活配置，能进行变压器故障报告和故障定位。
为实现此目的，本发明所设计的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：它包括电压监控IED(Intelligent Electronic Device，智能电力监测设备)、铁心接地电流监控IED、夹件接地电流监控IED、主IED、服务器；
所述电压监控IED用于接收当前变压器输出端电压及变压器输出端电压传感器位置信息，铁心接地电流监控IED用于接收当前变压器铁芯接地电流及变压器铁芯接地电流传感器位置信息，夹件接地电流监控IED用于接收当前夹件接地电流及夹件接地电流传感器位置信息；
主IED用于将当前变压器输出端电压分别与变压器输出端电压阈值或前一次采集的变压器输出端电压进行比较，如果当前变压器输出端电压大于变压器输出端电压阈值或者当前变压器输出端电压大于前一次采集的变压器输出端电压的105％，则主IED通过服务器进行变压器输出端电压故障报警，并报告变压器输出端电压传感器位置信息；
主IED用于将当前变压器铁芯接地电流分别与变压器铁芯接地电流阈值或前一次采集的变压器铁芯接地电流进行比较，如果当前变压器铁芯接地电流大于变压器铁芯接地电流阈值或者当前变压器铁芯接地电流大于前一次采集的变压器铁芯接地电流的105％，则主IED通过服务器进行变压器铁芯接地电流故障报警，并报告变压器铁芯接地电流传感器位置信息；
主IED用于将当前夹件接地电流分别与夹件接地电流阈值或前一次采集的夹件接地电流进行比较，如果当前夹件接地电流大于夹件接地电流阈值或者当前夹件接地电流大于前一次采集的夹件接地电流的105％，则主IED通过服务器进行夹件接地电流故障报警，并报告夹件接地电流传感器位置信息。
本发明的有益效果：
本发明通过采集布置在现场的各个位置的传感器信号，最后通过主IED进行数据整合，实现了智能组件监测元器件的集中监控，本发明利用集中采集到的各个智能组件监测元器件的监测数据实现了准确的变压器故障报告和故障定位，通过变压器故障报告和故障定位全面的反映变压器的运行状态，为变压器日常维护提供了保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1—电压监控IED、2—铁心接地电流监控IED、3—油中溶解气体监控IED、4—局部放电监控IED、5—夹件接地电流监控IED、6—主IED、7—服务器、8—智能终端、9—电源。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的通用型变电设备智能组件柜，它包括电压监控IED1、铁心接地电流监控IED2、油中溶解气体监控IED3、局部放电监控IED4、夹件接地电流监控IED5、主IED6、服务器7、智能终端8和电源9；
电压监控IED1、铁心接地电流监控IED2、油中溶解气体监控IED3、局部放电监控IED4、夹件接地电流监控IED5均通过无线通信方式(WIFI、蓝牙、ZIGBEE、GPRS/3G/4G)向主IED6传输传感信息；
电源9用于给电压监控IED1、铁心接地电流监控IED2、油中溶解气体监控IED3、局部放电监控IED4、夹件接地电流监控IED5、主IED6、服务器7和智能终端8供电；
所述电压监控IED1用于接收当前变压器输出端电压及变压器输出端电压传感器位置信息，铁心接地电流监控IED2用于接收当前变压器铁芯接地电流及变压器铁芯接地电流传感器位置信息，油中溶解气体监控IED3用于接收当前变压器油中溶解气体含量及溶解气体传感器的位置信息，局部放电监控IED4用于接收当前变压器局部放电电压及变压器局部放电传感器的位置信息，夹件接地电流监控IED5用于接收当前夹件接地电流及夹件接地电流传感器位置信息；
变压器输出端电压传感器安装在变压器输出电压的两股电源线上，变压器铁芯接地电流传感器安装在接地引出线的铁芯端，溶解气体传感器安装在变压器油分离装置上，变压器局部放电传感器安装在变压器侧壁上，检测整个变压器的局放声波，夹件接地电流传感器安装在接地引出线的夹件端。
主IED分别与智能终端、服务器和各个监测IED连接，用于汇集、就地分析监控IED模块的信息并对外信息交互，主IED为多个监控IED的汇聚点，也是智能控制决策点；
主IED6用于将当前变压器输出端电压分别与变压器输出端电压阈值或前一次采集的变压器输出端电压进行比较，如果当前变压器输出端电压大于变压器输出端电压阈值或者当前变压器输出端电压大于前一次采集的变压器输出端电压的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器输出端电压故障报警，并报告变压器输出端电压传感器位置信息；
主IED6用于将当前变压器铁芯接地电流分别与变压器铁芯接地电流阈值或前一次采集的变压器铁芯接地电流进行比较，如果当前变压器铁芯接地电流大于变压器铁芯接地电流阈值或者当前变压器铁芯接地电流大于前一次采集的变压器铁芯接地电流的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器铁芯接地电流故障报警，并报告变压器铁芯接地电流传感器位置信息；
主IED6将当前变压器油中溶解气体含量与变压器油中溶解气体含量阈值或前一次采集的变压器油中溶解气体含量进行比较，如果当前变压器油中溶解气体含量大于变压器油中溶解气体含量阈值或者当前变压器油中溶解气体含量大于前一次采集的变压器油中溶解气体含量的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器油中溶解气体故障报警，并报告溶解气体传感器的位置信息；
主IED6将当前变压器局部放电电压与变压器局部放电电压阈值或前一次采集的变压器局部放电电压进行比较，如果当前变压器局部放电电压大于变压器局部放电电压阈值或者当前变压器局部放电电压大于前一次采集的变压器局部放电电压的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器局部放电故障报警，并报告变压器局部放电传感器的位置信息。
主IED6用于将当前夹件接地电流分别与夹件接地电流阈值或前一次采集的夹件接地电流进行比较，如果当前夹件接地电流大于夹件接地电流阈值或者当前夹件接地电流大于前一次采集的夹件接地电流的105％，则主IED6通过服务器7进行夹件接地电流故障报警，并报告夹件接地电流传感器位置信息。
上述技术方案中，主IED6用于将当前变压器输出端电压、变压器输出端电压传感器位置信息、当前变压器铁芯接地电流、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、当前变压器油中溶解气体含量、溶解气体传感器的位置信息、当前变压器局部放电电压、变压器局部放电传感器的位置信息、当前夹件接地电流、夹件接地电流传感器位置信息以GOOSE报文的形式传送给智能终端8，智能终端8用于将当前变压器输出端电压、变压器输出端电压传感器位置信息、当前变压器铁芯接地电流、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、当前变压器油中溶解气体含量、溶解气体传感器的位置信息、当前变压器局部放电电压、变压器局部放电传感器的位置信息、当前夹件接地电流、夹件接地电流传感器位置信息进行显示并进行数图转化。
上述技术方案中，所述服务器7用于利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范生成变压器运行状况评估表。
上述技术方案中，所述服务器7中存有各种变压器事故案例，服务器7根据各种变压器事故案例建立变压器典型事故判断模型，所述服务器7用于利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范并结合变压器典型事故判断模型生成变压器运行状况评估表。
本发明基于故障判断模型和之前变压器事故案列，根据现在采集到的数据，能够预测一段时间内的变化趋势，起到提前预防的作用。例如油中溶解气体分析，分析现在采集的乙炔和氢气的含量变化，能够预测接下来一段时间的含量，进而判断未来的一段时间内是否出现危险，进而再进行人工排查检修。即压器运行状况评估。
上述技术方案中，溶解气体传感器通过检测变压器油中乙炔和氢气的含量来获取变压器油中溶解气体含量。
上述技术方案中，变压器局部放电传感器通过超声波检测法，对变压器的声信号进行采集，再将声信号转换成电压信号，该电压信号即为变压器局部放电电压。
上述技术方案中，所述智能终端8与主IED6之间通过简单网络时间协议或IEC61850时间同步报文实现时间同步，主IED6与电压监控IED1、铁心接地电流监控IED2、油中溶解气体监控IED3、局部放电监控IED4和夹件接地电流监控IED5之间通过简单网络时间协议或IEC61850时间同步报文实现时间同步，通过时间同步，能够及时显示传感器传回的数据；有故障时，及时反应，避免出现时间延时，故障一直存在对变压器进一步的损伤。
一种通用型变电设备智能组件柜的变电设备多状态量监控方法，它包括如下步骤：
步骤1：电压监控IED1接收当前变压器输出端电压及变压器输出端电压传感器位置信息，铁心接地电流监控IED2接收当前变压器铁芯接地电流及变压器铁芯接地电流传感器位置信息，油中溶解气体监控IED3接收当前变压器油中溶解气体含量及溶解气体传感器的位置信息，局部放电监控IED4接收当前变压器局部放电电压及变压器局部放电传感器的位置信息，夹件接地电流监控IED5接收当前夹件接地电流及夹件接地电流传感器位置信息；
步骤2：主IED6将当前变压器输出端电压分别与变压器输出端电压阈值或前一次采集的变压器输出端电压进行比较，如果当前变压器输出端电压大于变压器输出端电压阈值或者当前变压器输出端电压大于前一次采集的变压器输出端电压的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器输出端电压故障报警，并报告变压器输出端电压传感器位置信息；
主IED6将当前变压器铁芯接地电流分别与变压器铁芯接地电流阈值或前一次采集的变压器铁芯接地电流进行比较，如果当前变压器铁芯接地电流大于变压器铁芯接地电流阈值或者当前变压器铁芯接地电流大于前一次采集的变压器铁芯接地电流的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器铁芯接地电流故障报警，并报告变压器铁芯接地电流传感器位置信息；
主IED6将当前变压器油中溶解气体含量与变压器油中溶解气体含量阈值或前一次采集的变压器油中溶解气体含量进行比较，如果当前变压器油中溶解气体含量大于变压器油中溶解气体含量阈值或者当前变压器油中溶解气体含量大于前一次采集的变压器油中溶解气体含量的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器油中溶解气体故障报警，并报告溶解气体传感器的位置信息；
主IED6将当前变压器局部放电电压与变压器局部放电电压阈值或前一次采集的变压器局部放电电压进行比较，如果当前变压器局部放电电压大于变压器局部放电电压阈值或者当前变压器局部放电电压大于前一次采集的变压器局部放电电压的105％，则主IED6通过服务器7进行变压器局部放电故障报警，并报告变压器局部放电传感器的位置信息；
主IED6将当前夹件接地电流分别与夹件接地电流阈值或前一次采集的夹件接地电流进行比较，如果当前夹件接地电流大于夹件接地电流阈值或者当前夹件接地电流大于前一次采集的夹件接地电流的105％，则主IED6通过服务器7进行夹件接地电流故障报警，并报告夹件接地电流传感器位置信息；
步骤3：服务器7中存有各种变压器事故案例，服务器7根据各种变压器事故案例建立变压器典型事故判断模型，服务器7利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范并结合变压器典型事故判断模型生成变压器运行状况评估表。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：它包括电压监控IED(1)、铁心接地电流监控IED(2)、夹件接地电流监控IED(5)、主IED(6)、服务器(7)；
所述电压监控IED(1)用于接收当前变压器输出端电压及变压器输出端电压传感器位置信息，铁心接地电流监控IED(2)用于接收当前变压器铁芯接地电流及变压器铁芯接地电流传感器位置信息，夹件接地电流监控IED(5)用于接收当前夹件接地电流及夹件接地电流传感器位置信息；
主IED(6)用于将当前变压器输出端电压分别与变压器输出端电压阈值或前一次采集的变压器输出端电压进行比较，如果当前变压器输出端电压大于变压器输出端电压阈值或者当前变压器输出端电压大于前一次采集的变压器输出端电压的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器输出端电压故障报警，并报告变压器输出端电压传感器位置信息；
主IED(6)用于将当前变压器铁芯接地电流分别与变压器铁芯接地电流阈值或前一次采集的变压器铁芯接地电流进行比较，如果当前变压器铁芯接地电流大于变压器铁芯接地电流阈值或者当前变压器铁芯接地电流大于前一次采集的变压器铁芯接地电流的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器铁芯接地电流故障报警，并报告变压器铁芯接地电流传感器位置信息；
主IED(6)用于将当前夹件接地电流分别与夹件接地电流阈值或前一次采集的夹件接地电流进行比较，如果当前夹件接地电流大于夹件接地电流阈值或者当前夹件接地电流大于前一次采集的夹件接地电流的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行夹件接地电流故障报警，并报告夹件接地电流传感器位置信息。
2.根据权利要求1所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：它还包括油中溶解气体监控IED(3)，油中溶解气体监控IED(3)用于接收当前变压器油中溶解气体含量及溶解气体传感器的位置信息；
主IED(6)将当前变压器油中溶解气体含量与变压器油中溶解气体含量阈值或前一次采集的变压器油中溶解气体含量进行比较，如果当前变压器油中溶解气体含量大于变压器油中溶解气体含量阈值或者当前变压器油中溶解气体含量大于前一次采集的变压器油中溶解气体含量的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器油中溶解气体故障报警，并报告溶解气体传感器的位置信息。
3.根据权利要求2所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：它还包括局部放电监控IED(4)，局部放电监控IED(4)用于接收当前变压器局部放电电压及变压器局部放电传感器的位置信息；
主IED(6)将当前变压器局部放电电压与变压器局部放电电压阈值或前一次采集的变压器局部放电电压进行比较，如果当前变压器局部放电电压大于变压器局部放电电压阈值或者当前变压器局部放电电压大于前一次采集的变压器局部放电电压的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器局部放电故障报警，并报告变压器局部放电传感器的位置信息。
4.根据权利要求3所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：它还包括智能终端(8)，主IED(6)用于将当前变压器输出端电压、变压器输出端电压传感器位置信息、当前变压器铁芯接地电流、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、当前变压器油中溶解气体含量、溶解气体传感器的位置信息、当前变压器局部放电电压、变压器局部放电传感器的位置信息、当前夹件接地电流、夹件接地电流传感器位置信息以GOOSE报文的形式传送给智能终端(8)，智能终端(8)用于将当前变压器输出端电压、变压器输出端电压传感器位置信息、当前变压器铁芯接地电流、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、当前变压器油中溶解气体含量、溶解气体传感器的位置信息、当前变压器局部放电电压、变压器局部放电传感器的位置信息、当前夹件接地电流、夹件接地电流传感器位置信息进行显示。
5.根据权利要求3所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：所述服务器(7)用于利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范生成变压器运行状况评估表。
6.根据权利要求5所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：所述服务器(7)中存有各种变压器事故案例，服务器(7)根据各种变压器事故案例建立变压器典型事故判断模型，所述服务器(7)用于利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范并结合变压器典型事故判断模型生成变压器运行状况评估表。
7.根据权利要求2所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：溶解气体传感器通过检测变压器油中乙炔和氢气的含量来获取变压器油中溶解气体含量。
8.根据权利要求3所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：变压器局部放电传感器通过超声波检测法，对变压器的声信号进行采集，再将声信号转换成电压信号，该电压信号即为变压器局部放电电压。
9.根据权利要求4所述的通用型变电设备智能组件柜，其特征在于：所述智能终端(8)与主IED(6)之间通过简单网络时间协议或IEC61850时间同步报文实现时间同步，主IED(6)与电压监控IED(1)、铁心接地电流监控IED(2)、油中溶解气体监控IED(3)、局部放电监控IED(4)和夹件接地电流监控IED(5)之间通过简单网络时间协议或IEC61850时间同步报文实现时间同步。
10.一种通用型变电设备智能组件柜的变电设备多状态量监控方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：电压监控IED(1)接收当前变压器输出端电压及变压器输出端电压传感器位置信息，铁心接地电流监控IED(2)接收当前变压器铁芯接地电流及变压器铁芯接地电流传感器位置信息，油中溶解气体监控IED(3)接收当前变压器油中溶解气体含量及溶解气体传感器的位置信息，局部放电监控IED(4)接收当前变压器局部放电电压及变压器局部放电传感器的位置信息，夹件接地电流监控IED(5)接收当前夹件接地电流及夹件接地电流传感器位置信息；
步骤2：主IED(6)将当前变压器输出端电压分别与变压器输出端电压阈值或前一次采集的变压器输出端电压进行比较，如果当前变压器输出端电压大于变压器输出端电压阈值或者当前变压器输出端电压大于前一次采集的变压器输出端电压的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器输出端电压故障报警，并报告变压器输出端电压传感器位置信息；
主IED(6)将当前变压器铁芯接地电流分别与变压器铁芯接地电流阈值或前一次采集的变压器铁芯接地电流进行比较，如果当前变压器铁芯接地电流大于变压器铁芯接地电流阈值或者当前变压器铁芯接地电流大于前一次采集的变压器铁芯接地电流的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器铁芯接地电流故障报警，并报告变压器铁芯接地电流传感器位置信息；
主IED(6)将当前变压器油中溶解气体含量与变压器油中溶解气体含量阈值或前一次采集的变压器油中溶解气体含量进行比较，如果当前变压器油中溶解气体含量大于变压器油中溶解气体含量阈值或者当前变压器油中溶解气体含量大于前一次采集的变压器油中溶解气体含量的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器油中溶解气体故障报警，并报告溶解气体传感器的位置信息；
主IED(6)将当前变压器局部放电电压与变压器局部放电电压阈值或前一次采集的变压器局部放电电压进行比较，如果当前变压器局部放电电压大于变压器局部放电电压阈值或者当前变压器局部放电电压大于前一次采集的变压器局部放电电压的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行变压器局部放电故障报警，并报告变压器局部放电传感器的位置信息；
主IED(6)将当前夹件接地电流分别与夹件接地电流阈值或前一次采集的夹件接地电流进行比较，如果当前夹件接地电流大于夹件接地电流阈值或者当前夹件接地电流大于前一次采集的夹件接地电流的105％，则主IED(6)通过服务器(7)进行夹件接地电流故障报警，并报告夹件接地电流传感器位置信息；
步骤3：服务器(7)中存有各种变压器事故案例，服务器(7)根据各种变压器事故案例建立变压器典型事故判断模型，服务器(7)利用预设时间段内接收到的变压器输出端电压故障信息、变压器输出端电压传感器位置信息、变压器铁芯接地电流故障信息、变压器铁芯接地电流传感器位置信息、变压器油中溶解气体故障信息、溶解气体传感器的位置信息、变压器局部放电故障信息、变压器局部放电传感器的位置信息，根据变压器运行状态规范并结合变压器典型事故判断模型生成变压器运行状况评估表。
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CN117761584B (zh) * 2024-02-22 2024-05-17 保定华创电气有限公司 电力变压器的故障检测方法、装置、电子设备以及介质

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