CN115856709B

CN115856709B - 一种电力设备的传感器的数据处理方法

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Publication number: CN115856709B
Application number: CN202310193525.0A
Authority: CN
Inventors: 许浩松
Original assignee: Shenzhen Hongming Electromechanical Co ltd
Current assignee: Shenzhen Hongming Electromechanical Co ltd
Priority date: 2023-03-03
Filing date: 2023-03-03
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2043-03-03
Also published as: CN115856709A

Abstract

本发明公开了一种电力设备的传感器的数据处理方法，涉及数据处理技术领域，所述处理方法包括以下步骤：当某一时段多项特征数值中的外部环境特征数值发生改变时，根据外部环境特征数值将预设阈值二调整为调节阈值二，在该时段中，将环境系数与调节阈值二至少进行三次对比，若环境系数不在调节阈值二范围内，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态。本发明通过采集变压器的多项特征数值，基于特征数值建立绕组系数、环境系数以及放电系数，当绕组系数、环境系数或放电系数大于预设阈值，发出预警提示，使得检修人员可以在变压器故障前进行检修，并且，根据采集的外部特征数值来实时调节预设阈值范围，从而有效避免误报。

Description

一种电力设备的传感器的数据处理方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种电力设备的传感器的数据处理方法。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯），在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等，在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理，变压器就是一种利用电磁互感应变换电压、电流和阻抗的器件。

现有技术存在以下不足：

在对变压器监测的过程中，现有技术主要是为变压器预设阈值，然后在变压器上设置若干传感器采集变压器的各项特征数值，当采集的特征数值与预设阈值范围内时，发出警报提示，然而，变压器运行过程中，受外部环境影响容易导致某一时刻采集的特征数值偏差过大，此时由于预设阈值不便，特征数值大于预设阈值，会触发误报的现象；

现有技术中，只有在变压器出现故障时，才会发出警报提示，然而，当变压器出现故障时，维修人员需要一段时间（维修人员到变压器处的时间加上变压器的维修时间），才能使变压器正常使用，在这段时间中，变压器处于无法运行转态，针对一些高效益的电力系统而言，该时间段会带来过大的经济损失。

因此，亟需一种具有阈值自调节以及提前预警功能的电力设备的传感器的数据处理方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力设备的传感器的数据处理方法，以解决背景技术中不足。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力设备的传感器的数据处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

S1：采集端采集变压器的多项特征数值，并基于特征数值建立绕组系数、环境系数以及放电系数；

S2：若绕组系数大于预设阈值一，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

S3：若环境系数大于预设阈值二，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

S4：若放电系数大于预设阈值三，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

S5：当某一时段多项特征数值中的外部环境特征数值发生改变时，根据外部环境特征数值将预设阈值二调整为调节阈值二；

S6：在该时段中，将环境系数与调节阈值二至少进行三次对比，若环境系数不在调节阈值二范围内，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态。

在一个优选的实施方式中，步骤S2中，绕组系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S2.1：采集变压器内部的短路电流、漏磁量；

S2.2：将短路电流、漏磁量分别标定为DL、LC；

S2.3：通过公式获取绕组系数RZXS，计算表达式为：

；

式中，为短路电流的比例系数，为短路电流与漏磁量相互作用产生电动力的比例系数，且取值均大于0，；

d、绕组系数预设阈值一Yzi，发出预测绕组线圈将要发生变形的预警。

在一个优选的实施方式中，步骤S3中，环境系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S3.1：采集变压器内部的温度、湿度以及气流速度；

S3.2：将温度、湿度以及气流速度分别标定为WD、SD以及QL；

S3.3：通过公式获取环境系数HJXS，计算表达式为：

；

式中，分别为温度、湿度以及气流速度的比例系数，且，；

S3.4：环境系数大于预设阈值二Yzj，发出预测变压器内部运行环境将要变差预警。

在一个优选的实施方式中，步骤S4中，放电系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S4.1：采集变压器的绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射；

S4.2：将绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射分别标定为JYT、QT以及GFS；

S4.3：通过公式获取放电系数FDXS，计算公式为：

；

式中，分别为绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射的比例系数，且均大于0，；

S4.4：放电系数大于预设阈值三Yzk，作出预测变压器内部存在放电现象预警。

在一个优选的实施方式中，步骤S5中，将预设阈值二调整为调节阈值二包括以下步骤：

S5.1：采集变压器外部的光照强度，并标定光照强度为GZ；

S5.2：通过公式，计算偏差值P，其中，分别为光照强度与预设阈值二的比例系数，且均大于0，。

在一个优选的实施方式中，步骤S5中，将预设阈值二调整为调节阈值二还包括以下步骤：

S5.3：根据偏差值P与预设阈值二Yzj，计算校正系数X，计算公式为：

；

式中，；

S5.4：预设阈值二Yzj调整后的调节阈值二Yzj₁计算公式为：

；

式中，为校正系数。

在一个优选的实施方式中，所述短路电流、漏磁量分别通过电流传感器以及漏磁监测传感器监测，并根据公式计算出短路电流与漏磁量相互作用产生的电动力。

在一个优选的实施方式中，所述温度、湿度以及气流速度分别通过温度传感器、湿度传感器以及气流传感器监测，当变压器内部气流速度QL增大时，引起温度与湿度的变化。

在一个优选的实施方式中，所述绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射分别通过超声波传感器、气体浓度传感器以及光电传感器监测，绝缘体缺陷使变压器的内部放电，发出可见光以及氧化产生气体，通过绝缘体缺陷预测变压器内部放电，并依据气体浓度以及光辐射判断绝缘体缺陷导致变压器放电量。

在一个优选的实施方式中，所述光照强度通过光照传感器测量，当变压器壳体受到光照期间，内部温度会逐渐升高，当变压器壳体不受光照时，内部温度会逐渐降低。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

本发明通过采集变压器的多项特征数值，基于特征数值建立绕组系数、环境系数以及放电系数，然后再将绕组系数、环境系数以及放电系数实时与预设阈值进行对比，当绕组系数、环境系数或放电系数大于预设阈值，发出预警提示，使得检修人员可以在变压器故障前进行检修，并且，根据采集的外部特征数值来实时调节预设阈值范围，从而有效避免误报。

本发明通过采集短路电流、漏磁量的特征数值，建立绕组系数，当绕组系数预设阈值一时，说明变压器的绕组线圈可能变形，此时提前作出预警，与现有技术中直接监测绕组变形的方式相比，通过绕组系数与预设阈值一的对比，可提前预测绕组是否存在变形可能，减小因绕组变形带来的安全隐患。

本发明通过绝缘体缺陷预测变压器内部放电，并依据气体浓度以及光辐射判断绝缘体缺陷导致变压器放电量的大小，预警放电的同时确认放电大小，从而在放电强度影响变压器运行之前进行预警，避免变压器内部绝缘体被电流击穿，导致变压器内部短路损坏。

本发明通过结合变压器外部的光照强度与预设阈值二计算校正系数，并基于校正系数计算调节阈值二，当变压器受到的光照强度越大，偏差值增大，从而使得预设阈值二跟随调整，转变为调节阈值二，通过设置动态阈值，有效避免系统在多云天气频繁误报，加重人工负担。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1所示，本实施例所述一种电力设备的传感器的数据处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

A、采集端采集变压器的多项特征数值，并基于特征数值建立绕组系数、环境系数以及放电系数；

B、若绕组系数大于预设阈值一，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

C、若环境系数大于预设阈值二，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

D、若放电系数大于预设阈值三，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

E、在步骤C中，当某一时段多项特征数值中的外部环境特征数值发生改变时，根据外部环境特征数值将预设阈值二调整为调节阈值二；

F、在该时段中，将环境系数与调节阈值二至少进行三次对比，若环境系数不在调节阈值二范围内，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态。

该处理方法通过采集变压器的多项特征数值，基于特征数值建立绕组系数、环境系数以及放电系数，然后再将绕组系数、环境系数以及放电系数实时与预设阈值进行对比，当绕组系数、环境系数或放电系数大于预设阈值，发出预警提示，使得检修人员可以在变压器故障前进行检修，并且，根据采集的外部特征数值来实时调节预设阈值范围，从而有效避免误报。

步骤B中，绕组系数的建立与预警具体包括以下步骤：

a、采集变压器内部的短路电流、漏磁量，短路电流、漏磁量分别通过电流传感器以及漏磁监测传感器监测；

b、将短路电流、漏磁量分别标定为DL、LC；

c、通过公式获取绕组系数RZXS，计算表达式为：

；

式中，为短路电流的比例系数，为短路电流与漏磁量相互作用产生电动力的比例系数，且取值均大于0，其中，，当绕组线圈承受短路电流以及电动力时，均可能发生变形，通过监测变压器的短路电流以及电动力建立绕组系数RZXS；

d、当绕组系数预设阈值一Yzi时，说明变压器的绕组线圈可能变形，此时提前作出预警。

通过采集短路电流、漏磁量的特征数值，建立绕组系数，当绕组系数预设阈值一Yzi时，说明变压器的绕组线圈可能变形，此时提前作出预警，与现有技术中直接监测绕组变形的方式相比，通过绕组系数与预设阈值一Yzi的对比，可提前预测绕组是否存在变形可能，减小因绕组变形带来的安全隐患（绕组变形使，可能会导致线圈烧毁）。

步骤C中，环境系数的建立与预警具体包括以下步骤：

e、采集变压器内部的温度、湿度以及气流速度；温度、湿度以及气流速度分别通过温度传感器、湿度传感器以及气流传感器监测；

f、将温度、湿度以及气流速度分别标定为WD、SD以及QL；

g、通过公式获取环境系数HJXS，计算表达式为：

；

式中，分别为温度、湿度以及气流速度的比例系数，且，其中，，通过监测变压器内部的温度、湿度以及气流速度生成环境系数HJXS，由于变压器的内部处于密封状态，内部气流速度QL趋近于零，当变压器内部气流速度QL增大时，会引起温度与湿度的变化，且说明变压器的内部处于不密封状态；

h、当环境系数大于预设阈值二Yzj时，说明变压器内部的运行环境变差，系统作出预警提示。

通过采集变压器内部的温度、湿度以及气流速度建立环境系数，当环境系数大于预设阈值二Yzj时，变压器的内部工作环境恶化，此时变压器内部的元器件工作损耗增大，通过提前预警以便于人工及时调节变压器内部的运行环境，保障变压器的稳定运行。

步骤D中，放电系数的建立与预警具体包括以下步骤：

i、采集变压器的绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射；绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射分别通过超声波传感器、气体浓度传感器以及光电传感器监测；

j、将绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射分别标定为JYT、QT以及GFS；

k、通过公式获取放电系数FDXS，计算公式为：

；

式中，分别为绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射的比例系数，且均大于0，其中，，其中，绝缘体缺陷会导致变压器的内部放电，变压器内部放电时，会氧化产生气体以及发出可见光，通过绝缘体缺陷预测变压器内部放电，并依据气体浓度以及光辐射判断绝缘体缺陷导致变压器放电量的大小，预警放电的同时确认放电大小，从而在放电强度影响变压器运行之前进行预警，避免变压器内部绝缘体被电流击穿，导致变压器内部短路损坏；

l、当放电系数大于预设阈值三Yzk时，说明变压器内部存在放电现象，系统作出预警提示。

实施例2:

在步骤C中：

在晴天多云天气时，由于云朵的移动遮挡下，变压器壳体会连续存在受到光照/不受光照两种状态，当变压器壳体受到光照期间，内部温度会逐渐升高，当变压器壳体不受光照时，内部温度会逐渐降低，此时若以固定的预设阈值二Yzj去判断环境系数HJXS，则会导致在变压器受到光照时，环境系数HJXS大于预设阈值二Yzj，此时发出预警，在变压器不受光照时，环境系数HJXS小于或等于预设阈值二Yzj，此时不发出预警；

那么在实际监测过程中，就会出现连续误报现象，为检修人员的工作带来负担，因此，我们提出以下方案：

m、采集变压器外部的光照强度，光照强度通过光照传感器测量，并标定光照强度为GZ，通过公式，计算偏差值P，其中，分别为光照强度与预设阈值二的比例系数，且均大于0，；

根据偏差值P与预设阈值二Yzj，计算校正系数X，计算公式为：

；

式中，，预设阈值二Yzj调整后的调节阈值二，为校正系数。

本申请通过结合变压器外部的光照强度与预设阈值二计算校正系数，并基于校正系数计算调节阈值二，当变压器受到的光照强度越大，偏差值增大，从而使得预设阈值二跟随调整，转变为调节阈值二，通过设置动态阈值，有效避免系统在多云天气频繁误报，加重人工负担。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：所述处理方法包括以下步骤：

S6：在该时段中，将环境系数与调节阈值二至少进行三次对比，若环境系数不在调节阈值二范围内，处理端发出预警信号至服务器端，服务器端进入预警状态；

步骤S2中，绕组系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S2.1：采集变压器内部的短路电流、漏磁量；

S2.2：将短路电流、漏磁量分别标定为DL、LC；

S2.3：通过公式获取绕组系数RZXS，计算表达式为：

；

2.根据权利要求1所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：步骤S3中，环境系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S3.1：采集变压器内部的温度、湿度以及气流速度；

S3.2：将温度、湿度以及气流速度分别标定为WD、SD以及QL；

S3.3：通过公式获取环境系数HJXS，计算表达式为：

；

式中，分别为温度、湿度以及气流速度的比例系数，且，；

3.根据权利要求2所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：步骤S4中，放电系数的建立与预警具体包括以下步骤：

S4.1：采集变压器的绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射；

S4.3：通过公式获取放电系数FDXS，计算公式为：

；

4.根据权利要求3所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：步骤S5中，将预设阈值二调整为调节阈值二包括以下步骤：

S5.1：采集变压器外部的光照强度，并标定光照强度为GZ；

S5.2：通过公式，计算偏差值P，其中，分别为光照强度与预设阈值二的比例系数，为预设阈值二，且均大于0，。

5.根据权利要求4所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：步骤S5中，将预设阈值二调整为调节阈值二还包括以下步骤：

；

式中，；

S5.4：预设阈值二Yzj调整后的调节阈值二Yzj₁计算公式为：

；

式中，为校正系数。

6.根据权利要求5所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：所述短路电流、漏磁量分别通过电流传感器以及漏磁监测传感器监测，并根据公式计算出短路电流与漏磁量相互作用产生的电动力。

7.根据权利要求6所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：所述温度、湿度以及气流速度分别通过温度传感器、湿度传感器以及气流传感器监测，当变压器内部气流速度QL增大时，引起温度与湿度的变化。

8.根据权利要求7所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：所述绝缘体缺陷、气体浓度以及光辐射分别通过超声波传感器、气体浓度传感器以及光电传感器监测，绝缘体缺陷使变压器的内部放电，发出可见光以及氧化产生气体，通过绝缘体缺陷预测变压器内部放电，并依据气体浓度以及光辐射判断绝缘体缺陷导致变压器放电量。

9.根据权利要求8所述的一种电力设备的传感器的数据处理方法，其特征在于：所述光照强度通过光照传感器测量，当变压器壳体受到光照期间，内部温度会逐渐升高，当变压器壳体不受光照时，内部温度会逐渐降低。