CN116449257A - 一种基于5g技术的干式变压器检测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统，包括监测平台、处理单元、物联网通信模块、线组检测模块、局部放电在线监测模块、电流电压监测模块、警报模组和5G通信移动终端，所述处理单元设于所述监测平台中，所述物联网通信模块同时设于干式变压器与所述监测平台中，用于实现干式变压器与所述监测平台之间的网络通信连接，所述线组检测模块设于干式变压器中，所述局部放电在线监测模块设于干式变压器中，所述电流电压监测模块设于干式变压器中，所述警报模组设于所述监测平台中。本发明采用监测平台、干式变压器与5G通信移动终端以物联网结合5G技术的基础上建立基本的系统架构，通过多模块实时监测手段，增强了整体的使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及干式变压器检测技术领域，特别是一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统。
背景技术
干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器，被广泛应用在多种用电场所，具有极为广泛的使用领域。
干式变压器的主要作用是在不改变功率的情况下改变电压，适用于多种大型用电场所，是极为重要的变压设备。
干式变压器的使用寿命决定了其综合使用性能，因此对干式变压器的检测以及预警作业是干式变压器在正常使用作业中极为重要的辅助工作，现有对与干式变压器的检测和预警作业多采用人工定期对其进行拆卸检查的方法，没有相对完善的检测及预警系统替代人工作业，以至于干式变压器在正常使用工作中的检测及预警作业受到了极大程度的影响，整个检测过程需要耗费人工大量时间，并较为繁琐，在对干式变压器进行拆卸检查的过程中需要保证干式变压器的内部结构不会遭到损坏，而人工检测容易受到外部环境因素的干扰而对其检测及预警结果造成误判，无法精准的找出潜在风险的存在，且人工检测后上传检测数据具有时差性，使得对干式变压器的专业对接平台，对与干式变压器的检测及预测结果接收不具备实时性，容易在干式变压器存在较大风险的情况下，错过对干式变压器采取补救维修措施的最佳时间，可能会对干式变压器造成较大损失。
基于此，本发明提出一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统来解决上述问题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的干式变压器检测预警所存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其通过外设监测平台，基于物联网与5G技术的加持下，增设5G通信移动终端，使监测平台与干式变压器之间能够通过网络实现互联，方便实时监测与数据对接，有利于保证监测平台能够实时获取对干式变压器的检测数据，有助于专业技术人员快速根据干式变压器的潜在风险采取对应的措施，且通过在干式变压器中内置多组检测模块，可实现对干式变压器自身的全面监测，便于根据正常运行数据反馈及时发现潜在风险，极大程度的提升干式变压器的使用安全性，并相应延长整体的使用寿命。
为达到上述效果，本发明提供如下技术方案：一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统，包括监测平台、处理单元、物联网通信模块、线组检测模块、局部放电在线监测模块、电流电压监测模块、警报模组和5G通信移动终端，所述处理单元设于所述监测平台中，所述物联网通信模块同时设于干式变压器与所述监测平台中，用于实现干式变压器与所述监测平台之间的网络通信连接，所述线组检测模块设于干式变压器中，所述局部放电在线监测模块设于干式变压器中，所述电流电压监测模块设于干式变压器中，所述警报模组设于所述监测平台中。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述监测平台还包括状态信息数显屏和储存单元，所述储存单元内分别设有线组检测数据储存模块、电流电压检测数据储存模块和局部放电监测数据储存模块；
通过在储存单元采用模块化分区技术，使得所述储存单元能够对应干式变压器中的线组监测模块、电流电压监测模块和局部放电监测模块对所检测数据进行接收并储存，有效增强了所述监测平台的综合使用性能。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：处理单元还包括数据分析对比模块和风险预测模块；
通过在处理单元中增设了数据分析对比模块和风险预测模块，能够实现对干式变压器所反馈的监测数据进行分析对比并预测潜在风险等级的使用效果，丰富了所述监测平台在整个系统中的使用功能性，使得所述处理单元成为所述监测平台在整个系统中的核心单元。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述线组检测模块内设有温度检测组件，所述温度检测组件由若干组温度传感器和信号采集器组成，所述温度检测组件对干式变压器的温度检测包括以下步骤：
S101：以干式变压器已知的固有参数计算线组在正常使用工作中的温度区间；
S102：以所述线组检测模块中的温度检测组件对干式变压器线组的正常运行时温度进行实时监测，并在指定周期内得出线组在干式变压器正常运行过程中的温度区间；
S103：以计算出的温度区间作为干式变压器线组温度的报警阈值，当实时监测线组温度超过报警阈值时，视为干式变压器线组故障；
S104：所述监测平台对数据进行储存并上传数据至所述警报模组，发出对应报警信号警示。
通过将所述温度检测组件制定了对干式变压器线组明确的检测步骤，使得所述监测平台在该系统中具备对干式变压器线组温度实时监测的试用效果，并以干式变压器的线组温度作为干式变压器风险指标其一，有助于该系统对干式变压器的监测以及风险预警作业更加全面。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述局部放电在线监测模块还包括超声波信号发射器、特高频信号发射器、高频信号发射器以及放电类型识别模块，所述放电类型识别模块中设有PRPD和PRPS图谱参照组件，所述局部放电在线监测模块对干式变压器的局部放电在线监测包括以下步骤：
S201：通过所述局部放电在线监测模块中的超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器分别对干式变压器发射超声波信号、特高频信号以及高频信号，并从干式变压器中获得对应反馈；
S202：利用所述放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对所述超声波信号发射器、所述特高频信号发射器和所述高频信号发射器获得的电信号反馈进行图谱参照对比，并识别干式变压器当前运行状态的放电类型；
S203：将所识别当前干式变压器放电类型上传至所述警报模组，同时所述局部放电在线监测模块对干式变压器的放电类型进行实时监测；
S204：所述警报模组在短周期内收到所述局部放电在线监测模块所反馈的干式变压器放电类型变化信息，向所述监测平台发出对应报警信号警示。
通过在所述局部放电监测模块中的内部组件设置，使得所述监测平台对干式变压器的放电类型变化能够更加直观在所述曲线图样显示屏上进行显示。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述电流电压监测模块包括电压信号采集模块和电流计算模块，所述电流电压监测模块对干式变压器的实时电流电压监测包括以下步骤：
S301：根据干式变压器自身功率信息及各项运行参数，对工作过程中的正常电流电压数值区间进行计算；
S302：所述电压信号采集模块对干式变压器正常运行过程中的实时电压进行采集，并根据所采集有效值的电压结合所述电压信号采集模块的最大采集有效值对所采集的有效值电压进行分压，再把分压输出的模拟数字信号传输至所述电流计算模块；
S303：所述电流计算模块接收到所述电压信号采集模块所采集的电压模拟数字信号后，需要除以所述电压信号采集模块的分辨率再乘以基准电压得到所的数字电压，根据欧姆定律I=U/R,求得电流值；
S304：将所述S301中得出的电流电压数值区间作为报警阈值，并用所述S302和所述S303中采集获得的电压值与电流值和报警阈值进行对比，若所述S302和所述S303中采集获得的电压值与电流值超出了所述S301中得出的标准电流电压数值区间，则视为干式变压器的电流电压参数故障，即干式变压器用电状态存在风险；
S305：所述监测平台对数据进行储存并上传数据至所述警报模组，根据实际情况发出对应报警信号警示。
通过对干式变压器的电流电压进行实时监测，有助于从干式变压器的多个方面对其自身潜在风险性进行预测，使得该系统对干式变压器的检测及预警结果更加精准。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述5G通信移动终端包括：5G通信模块和触控显示屏；
通过内置有5G通信模块，使得所述5G通信移动终端具备移动的网络通信功能，能够实现与所述监测平台的网络互联，便于接收所述监测平台对干式变压器的监测以及风险预测数据信息，使得所述5G通信移动终端能够让处于不在岗状态的专业技术人员第一时间了解到干式变压器的检测结果与实时监测状态以及风险预警结果，方便其快速给出对应解决方案的主观判断。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述警报模组至少包括：多色警示灯和蜂鸣器；
通过在警报模组中设有多色警报灯，有利于通过颜色区分所述监测平台对干式变压器检测结果所给出的风险预测结果进行不同等级的风险区分，而蜂鸣器便于在所述监测平台反馈的高风险检测结果时，做出相应的警报提示，以引起专业工作人员的重视，尽快进行专业处理。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述监测平台与所述5G通信移动终端联合其他模块对干式变压器的使用状态检测以及预警反馈至少包括以下步骤：
S401：以所述监测平台及所述5G通信移动终端联合干式变压器组件基本的干式变压器检测预警系统架构，首先在干式变压器中置入线组检测模块、局部放电检测模块及电流电压监测模块，能够对干式变压器正常使用中的基本状态进行有效的实时监测，并在干式变压器与监测平台中同时置入物联网通讯模块，使得监测平台与干式变压器能够实现网络互联，而监测平台也能够与5G通信移动终端之间通过网络进行数据传输，使得所述监测平台对干式变压器的检测数据能够第一时间远程上传至所述5G通信移动终端，令专业技术人员能够第一时间查看干式变压器的监测数据，方便通过数据发现干式变压器的故障前兆，将所述监测平台、所述5G通信移动终端和干式变压器三大主体基于所述物联网通信模块以及所述5G通信模块，与网络相互连接，完成该系统基本架构；
S402：进行功能划分，所述监测平台通过所述物联网通信模块与干式变压器之间实现了网络互联，当所述线组检测模块、局部放电在线监测模块以及电流电压监测模块在干式变压器中对干式变压器正常使用工作中对应各项的实时数据进行检测后，通过所述物联网通信模块以网络连接的方式上传反馈给所述监测平台，所述监测平台将接收的干式变压器各项数据交由其内置处理单元进行处理，所述处理单元结合数据分析对比模块以及风险预测模块对干式变压器的检测数据进行分析及预测其工作风险性，并将分析预测结果反馈至所述监测平台，根据所预测具体风险等级，在所述警报模组中发出对应等级的报警信号；
S403：所述处理单元对干式变压器检测数据进行分析对比及风险预测作业后，在5G通信移动终端内置有5G通信模块的基础上，所述监测平台获得的分析及风险预测数据结果会在所述5G通信移动终端的触控显示屏上，便于实现远程查看，能够使不在岗的专业技术人员第一时间获取干式变压器的检测及风险预测结果，有利于专业技术人员快速做出对干式变压器风险预测结果的对应措施，以保证干式变压器在长期使用作业中的工作状态；
S404：所述监测平台对干式变压器的检测以风险预测结果交由储存单元进行保存，更加便于工作人员的调取，并在上述S401~S403中始终保证所述监测平台与干式变压器之间通过所述物联网通信模块所建立的网络连接处于通畅状态。
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述局部放电在线监测模块还包括超声波信号发射器、特高频信号发射器、高频信号发射器以及放电类型识别模块，所述放电类型识别模块中还包括放电类型识别策略，所述放电类型识别策略包括：
对曲线图样显示屏的局部放电曲线图样进行提取得到含噪信号，可表示为，其中/>表示有效部分信号，/>表示噪声，对含噪信号/>进行去噪处理，得到去噪后的局部放电曲线图样，利用所述放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对重构得到的去噪信号图进行图谱参照对比，识别干式变压器当前运行状态的放电类型。
作为本发明所述的一种优选方案，所述去噪处理包括去噪处理策略，所述去噪处理策略包括以下具体步骤：
S501：对作小波分解，进行分解计算，得到小波系数/>，对分解后的小波系数作阈值量化处理，对各个分解尺度下的小波系数选择一个阈值进行阈值量化处理，利用阈值函数处理，阈值函数公式为：
；
其中，表示按照阈值函数处理后的小波系数，sign()表示符号函数，/>表示绝对值符号，/>为阈值函数调节因子，且为正数，/>为小波系数阈值；
阈值选取全局固定阈值，公式为：/>，其中/>为噪声的标准方差，，其中/>为第一层小波分解各系数值的中间值，N表示含噪信号的样本长度；
S502：根据小波分解后各层阈值量化后的小波系数，利用小波逆变换对小波系数进行重构得到去噪信号。
通过设定对干式变压器的基本检测与预警步骤，结合系统架构主题设备不同功能型作业，最大程度的保证了该系统在实际应用中的可行性与完整性。
本发明的有益效果：
1. 本发明采用监测平台、干式变压器与5G通信移动终端以物联网结合5G技术的基础上建立基本的系统架构，以系统架构的主体设备实现网络互联，使得干式变压器的检测以及预警工作更加便捷完整，通过建立完整的检测预警系统，在干式变压器内部设置相对应的监测模块，能够将干式变压器内部多个容易发生故障位置的实时工作参数向监测平台进行传输并记录，利用监测平台内所设的处理单元，以数据和曲线图样等形式对干式变压器正常使用工作中的潜在风险进行评估并划分等级，以便于专业技术人员能够更加直观的了解到干式变压器的使用状态，有利于延长干式变压器整体的使用寿命，且基于5G技术的网络连接辅助作用下，该系统对于干式变压器的监测预警作业具备实时性，不再需要人工定期检修排查所耗费的大量时间，使得干式变压器在正常使用工作中的风险排查作业更加方便快捷，同时通过在干式变压器内部置入多组检测模块，有助于将多组检测结果结合对干式变压器的使用状态进行判断认定，有效提升了该系统对于干式变压器检测预警的结果准确性，能够提前发现干式变压器潜在问题，防止其在正常使用工作中突发故障，造成较大工作损失，增强了整体的使用安全性。
2. 本发明提出一种放电类型识别策略，利用小波变换算法，提出了阈值函数，对监测到的局部放电曲线图样进行噪声处理，有效的降低了噪声对有效数据的影响，通过PRPD和PRPS图谱参照组件，将处理后的局部放电曲线图样放入图谱中进行参照对比，提高了局部放电的类型的识别准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明系统架构结构示意图；
图2为本发明线组温度检测流程示意图；
图3为本发明局部放电在线监测流程示意图；
图4为本发明电流电压监测流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统，包括监测平台、处理单元、物联网通信模块、线组检测模块、局部放电在线监测模块、电流电压监测模块、警报模组和5G通信移动终端，所述处理单元设于所述监测平台中，所述物联网通信模块同时设于干式变压器与所述监测平台中，用于实现干式变压器与所述监测平台之间的网络通信连接，所述线组检测模块设于干式变压器中，所述局部放电在线监测模块设于干式变压器中，所述电流电压监测模块设于干式变压器中，所述警报模组设于所述监测平台中；
所述监测平台还包括状态信息数显屏和储存单元，所述储存单元内分别设有线组检测数据储存模块、电流电压检测数据储存模块和局部放电监测数据储存模块；
处理单元还包括数据分析对比模块和风险预测模块；
所述线组检测模块内设有温度检测组件，所述温度检测组件至少由若干组温度传感器和信号采集器组成；
所述局部放电在线监测模块还包括超声波信号发射器、特高频信号发射器、高频信号发射器以及放电类型识别模块，所述放电类型识别模块中设有PRPD和PRPS图谱参照组件；
所述电流电压监测模块包括电压信号采集模块和电流计算模块；
所述5G通信移动终端包括5G通信模块和触控显示屏；
所述警报模组至少包括多色警示灯和蜂鸣器；
所述监测平台与所述5G通信移动终端联合其他模块对干式变压器的使用状态检测以及预警反馈至少包括以下步骤：
S401：以所述监测平台及所述5G通信移动终端联合干式变压器组件基本的干式变压器检测预警系统架构，首先在干式变压器中置入线组检测模块、局部放电检测模块及电流电压监测模块，能够对干式变压器正常使用中的基本状态进行有效的实时监测，并在干式变压器与监测平台中同时置入物联网通讯模块，使得监测平台与干式变压器能够实现网络互联，而监测平台也能够与5G通信移动终端之间通过网络进行数据传输，使得所述监测平台对干式变压器的检测数据能够第一时间远程上传至所述5G通信移动终端，令专业技术人员能够第一时间查看干式变压器的监测数据，方便通过数据发现干式变压器的故障前兆，将所述监测平台、所述5G通信移动终端和干式变压器三大主体基于所述物联网通信模块以及所述5G通信模块，与网络相互连接，完成该系统基本架构；
S402：进行功能划分，所述监测平台通过所述物联网通信模块与干式变压器之间实现了网络互联，当所述线组检测模块、局部放电在线监测模块以及电流电压监测模块在干式变压器中对干式变压器正常使用工作中对应各项的实时数据进行检测后，通过所述物联网通信模块以网络连接的方式上传反馈给所述监测平台，所述监测平台将接收的干式变压器各项数据交由其内置处理单元进行处理，所述处理单元结合数据分析对比模块以及风险预测模块对干式变压器的检测数据进行分析及预测其工作风险性，并将分析预测结果反馈至所述监测平台，根据所预测具体风险等级，在所述警报模组中发出对应等级的报警信号；
S403：所述处理单元对干式变压器检测数据进行分析对比及风险预测作业后，在5G通信移动终端内置有5G通信模块的基础上，所述监测平台获得的分析及风险预测数据结果会在所述5G通信移动终端的触控显示屏上，便于实现远程查看，能够使不在岗的专业技术人员第一时间获取干式变压器的检测及风险预测结果，有利于专业技术人员快速做出对干式变压器风险预测结果的对应措施，以保证干式变压器在长期使用作业中的工作状态；
S404：所述监测平台对干式变压器的检测以风险预测结果交由储存单元进行保存，更加便于工作人员的调取，并在上述S401~S403中始终保证所述监测平台与干式变压器之间通过所述物联网通信模块所建立的网络连接处于通畅状态。
实施例2
参照图2，为本发明第二个实施例，该实施例居于上一个实施例。
线组检测模块通过温度检测组件以置于干式变压器内部线组各端的温度传感器以及信号采集器对干式变压器内部线组在运行状态下的温度进行检测，并通过网络传输至监测平台，监测平台中的储存单元将其数据结果储存至线组检测数据储存模块中，以干式变压器已知的固有参数计算线组在正常使用工作中的温度区间，并将该温度区间作为干式变压器线组温度的报警阈值，再由监测平台处理单元从储存单元中调用所储存的先祖温度检测数值，通过数据分析对比模块及风险预测模块进行分析对比作业，若干式变压器的线组温度检测数值超过了报警阈值，监测平台将会通过警报模组根据所超出阈值的程度利用多色警示灯或蜂鸣器进行自主判断的报警提示。
实施例3
参照图3，为本发明第三个实施例，该实施例居于上一个实施例。
局部放电在线监测模块通过超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器分别对干式变压器发射超声波信号、特高频信号以及高频信号，并从干式变压器中获得对应反馈，利用放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器获得的电信号反馈进行图谱参照对比，并识别干式变压器当前运行状态的放电类型，将所识别当前干式变压器放电类型上传至所述警报模组，同时局部放电在线监测模块对干式变压器的放电类型进行实时监测，警报模组在短周期内收到局部放电在线监测模块所反馈的干式变压器放电类型变化信息，向监测平台发出对应报警信号警示，有助于工作人员第一时间接收到干式变压器放电类型变化时，能够及时采取对应措施进行处理。
实施例4
参照图4，为本发明第四个实施例，该实施例居于上一个实施例。
电流电压监测模块通过电压信号采集模块对干式变压器正常运行过程中的实时电压进行采集，并根据所采集有效值的电压结合电压信号采集模块的最大采集有效值对所采集的有效值电压进行分压，再把分压输出的模拟数字信号传输至电流计算模块，电流计算模块接收到所述电压信号采集模块所采集的电压模拟数字信号后，需要除以电压信号采集模块的分辨率再乘以基准电压得到所的数字电压，根据欧姆定律,求得电流值，根据干式变压器自身功率信息及各项运行参数，对工作过程中的正常电流电压数值区间进行计算，将计算得出的电流电压数值区间作为报警阈值，并用采集获得的电压值与电流值和报警阈值进行对比，若监测所得电流电压值超过了报警阈值，则警报模组根据所超出阈值的程度对应通过多色警示灯或蜂鸣器对工作技术人员进行报警提示。
工作原理：
使用该系统对干式变压器进行网络连接下的检测预警作业时，应首先保证监测平台与干式变压器内部所设各组件之间能够通过物联网通信模块实现网络互联，并保证监测平台与5G通信移动终端之间保持良好的网络连接，监测平台通过物联网通信模块获取干式变压器内部所设线组检测模块、局部放电在线监测模块以及电流电压检测模块对干式变压器正常运行状态对应项的检测数据，并交由处理单元对其进行分析判断，线组检测模块通过温度检测组件以置于干式变压器内部线组各端的温度传感器以及信号采集器对干式变压器内部线组在运行状态下的温度进行检测，并通过网络传输至监测平台，监测平台中的储存单元将其数据结果储存至线组检测数据储存模块中，以干式变压器已知的固有参数计算线组在正常使用工作中的温度区间，并将该温度区间作为干式变压器线组温度的报警阈值，再由监测平台处理单元从储存单元中调用所储存的先祖温度检测数值，通过数据分析对比模块及风险预测模块进行分析对比作业，若干式变压器的线组温度检测数值超过了报警阈值，监测平台将会通过警报模组根据所超出阈值的程度利用多色警示灯或蜂鸣器进行自主判断的报警提示，以便于专业技术人员能够及时采取对应措施进行处理，局部放电在线监测模块通过超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器分别对干式变压器发射超声波信号、特高频信号以及高频信号，并从干式变压器中获得对应反馈，利用放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器获得的电信号反馈进行图谱参照对比，并识别干式变压器当前运行状态的放电类型，将所识别当前干式变压器放电类型上传至所述警报模组，同时局部放电在线监测模块对干式变压器的放电类型进行实时监测，警报模组在短周期内收到局部放电在线监测模块所反馈的干式变压器放电类型变化信息，向监测平台发出对应报警信号警示，有助于工作人员第一时间接收到干式变压器放电类型变化时，能够及时采取对应措施进行处理，电流电压监测模块通过电压信号采集模块对干式变压器正常运行过程中的实时电压进行采集，并根据所采集有效值的电压结合电压信号采集模块的最大采集有效值对所采集的有效值电压进行分压，再把分压输出的模拟数字信号传输至电流计算模块，电流计算模块接收到所述电压信号采集模块所采集的电压模拟数字信号后，需要除以电压信号采集模块的分辨率再乘以基准电压得到所的数字电压，根据欧姆定律,求得电流值，根据干式变压器自身功率信息及各项运行参数，对工作过程中的正常电流电压数值区间进行计算，将计算得出的电流电压数值区间作为报警阈值，并用采集获得的电压值与电流值和报警阈值进行对比，若监测所得电流电压值超过了报警阈值，则警报模组根据所超出阈值的程度对应通过多色警示灯或蜂鸣器对工作技术人员进行报警提示，过对干式变压器的线组检测数据、局部放电在线监测数据以及电流电压监测数据分别由储存单元中的线组检测数据储存模块、局部放电在线监测数据储存模块以及电流电压检测数据储存模块进行对应储存，并在网络连接基础上向5G通信移动终端传输，使所有检测数据、对比结果以及局部放电的曲线图样等均能够通过触控显示屏在5G通信移动终端上进行查看，极大程度的有利于不在岗的专业技术人员能够通过5G通信移动终端对干式变压器的当前使用状态进行了解，以便于根据其检测及预警结果做出对应的解决方法判断，防止干式变压器在长期使用工作过程中出现突发故障的使用情况，有助于延长干式变压器的使用寿命。
所述放电类型识别模块中还包括放电类型识别策略，所述放电类型识别策略包括以下具体步骤：
对曲线图样显示屏的局部放电曲线图样进行提取得到含噪信号，可表示为，其中/>表示有效部分信号，/>表示噪声，对含噪信号/>进行去噪处理，得到去噪后的局部放电曲线图样，利用所述放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对重构得到的去噪信号图进行图谱参照对比，识别干式变压器当前运行状态的放电类型。
所述去噪处理包括去噪处理策略，所述去噪处理策略包括以下具体步骤：
S501：对作小波分解，进行分解计算，得到小波系数/>，对分解后的小波系数作阈值量化处理，对各个分解尺度下的小波系数选择一个阈值进行阈值量化处理，利用阈值函数处理，阈值函数公式为：
；
其中，表示按照阈值函数处理后的小波系数，sign()表示符号函数，/>表示绝对值符号，/>为阈值函数调节因子，且为正数，/>为小波系数阈值；
阈值选取全局固定阈值，公式为：/>，其中/>为噪声的标准方差，，其中/>为第一层小波分解各系数值的中间值，N表示含噪信号的样本长度；
S502：根据小波分解后各层阈值量化后的小波系数，利用小波逆变换对小波系数进行重构得到去噪信号。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于，包括：
监测平台，用于对干式变压器运行状态中的各项数据进行实时监测；
处理单元，设于所述监测平台中，用于对所采集干式变压器的各项数据进行分析对比并处理预测；
物联网通信模块，同时设于干式变压器与所述监测平台中，用于实现干式变压器与所述监测平台之间的网络通信连接；
线组检测模块，设于干式变压器中，用于对干式变压器内部线组使用状态进行实时检测；
局部放电在线监测模块，设于干式变压器中，用于对干式变压器的局部放电状态进行线上实时监测；
电流电压监测模块，设于干式变压器中，用于对干式变压器的电流电压进行实时监测并上传数据；
5G通信移动终端，用于对干式变压器的监测数据进行远程实时查看了解干式变压器使用状态；
警报模组，设于所述监测平台中，用于对干式变压器现有存在的高风险情况进行警报提示。
2.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述监测平台还包括：
状态信息数显屏，用于显示对干式变压器监测的状态信息；
储存单元，用于对所述监测平台监测数据进行分区储存，所述储存单元内分别设有线组检测数据储存模块、电流电压检测数据储存模块和局部放电监测数据储存模块；
曲线图样显示屏，用于对所述监测平台所监测干式变压器的局部放电曲线图样进行显示。
3.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述处理单元还包括：
数据分析对比模块，用于对所述监测平台对干式变压器的监测数据进行对比分析，并上传至所述警报模组中，根据对比状态进行判定；
风险预测模块，用于对所述监测平台周期内获取的监测数据进行走向分析，再对干式变压器在未来一定周期内的使用状态进行风险预测，并上传预测数据至警报模组中作为参考。
4.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述线组检测模块内设有温度检测组件，用于对干式变压器中的线组温度进行实时监测，所述温度检测组件由若干组温度传感器和信号采集器组成，所述温度检测组件对干式变压器的温度检测包括以下步骤：
S101：以干式变压器已知的固有参数计算线组在正常使用工作中的温度区间；
S102：以所述线组检测模块中的温度检测组件对干式变压器线组的正常运行时温度进行实时监测，并在指定周期内得出线组在干式变压器正常运行过程中的温度区间；
S103：以计算出的温度区间作为干式变压器线组温度的报警阈值，当实时监测线组温度超过报警阈值时，视为干式变压器线组故障；
S104：所述监测平台对数据进行储存并上传数据至所述警报模组，发出对应报警信号警示。
5.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述局部放电在线监测模块还包括超声波信号发射器、特高频信号发射器、高频信号发射器以及放电类型识别模块，所述放电类型识别模块中设有PRPD、PRPS图谱参照组件，所述局部放电在线监测模块对干式变压器的局部放电在线监测包括以下步骤：
S201：通过所述局部放电在线监测模块中的超声波信号发射器、特高频信号发射器和高频信号发射器分别对干式变压器发射超声波信号、特高频信号以及高频信号，并从干式变压器中获得对应反馈；
S202：利用所述放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对所述超声波信号发射器、所述特高频信号发射器和所述高频信号发射器获得的电信号反馈进行图谱参照对比，并识别干式变压器当前运行状态的放电类型；
S203：将所识别当前干式变压器放电类型上传至所述警报模组，同时所述局部放电在线监测模块对干式变压器的放电类型进行实时监测；
S204：所述警报模组在短周期内收到所述局部放电在线监测模块所反馈的干式变压器放电类型变化信息，向所述监测平台发出对应报警信号警示。
6.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述电流电压监测模块包括电压信号采集模块和电流计算模块，所述电流电压监测模块对干式变压器的实时电流电压监测包括以下步骤：
S301：根据干式变压器自身功率信息及各项运行参数，对工作过程中的正常电流电压数值区间进行计算；
S302：所述电压信号采集模块对干式变压器正常运行过程中的实时电压进行采集，并根据所采集有效值的电压结合所述电压信号采集模块的最大采集有效值对所采集的有效值电压进行分压，再把分压输出的模拟数字信号传输至所述电流计算模块；
S303：所述电流计算模块接收到所述电压信号采集模块所采集的电压模拟数字信号后，需要除以所述电压信号采集模块的分辨率再乘以基准电压得到数字电压，根据欧姆定律I=U/R,求得电流值；
S304：将所述S301中得出的电流电压数值区间作为报警阈值，并用所述S302和所述S303中采集获得的电压值与电流值和报警阈值进行对比，若所述S302和所述S303中采集获得的电压值与电流值超出了所述S301中得出的标准电流电压数值区间，则视为干式变压器的电流电压参数故障，即干式变压器用电状态存在风险；
S305：所述监测平台对数据进行储存并上传数据至所述警报模组，根据实际情况发出对应报警信号警示。
7.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述5G通信移动终端包括：
5G通信模块，用于与所述监测平台进行网络互联，接收干式变压器状态监测信息；
触控显示屏，用于对所述监测平台获取的关于干式变压器状态监测信息进行查看，以及查看所述局部放电在线监测模块向所述监测平台反馈的干式变压器放电类型曲线图样。
8.如权利要求1所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述警报模组至少包括：
多色警示灯，用于对应表示干式变压器所存在的不同风险等级；
蜂鸣器，用于对干式变压器高风险故障进行警报提示。
9.如权利要求1~8任意一项所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述监测平台与所述5G通信移动终端联合其他模块对干式变压器的使用状态检测以及预警反馈至少包括以下步骤：
S401：以所述监测平台及所述5G通信移动终端联合干式变压器组件基本的干式变压器检测预警系统架构，首先在干式变压器中置入线组检测模块、局部放电检测模块及电流电压监测模块，能够对干式变压器正常使用中的基本状态进行有效的实时监测，并在干式变压器与监测平台中同时置入物联网通讯模块，使得监测平台与干式变压器能够实现网络互联，而监测平台也能够与5G通信移动终端之间通过网络进行数据传输，使得所述监测平台对干式变压器的检测数据能够第一时间远程上传至所述5G通信移动终端，令专业技术人员能够第一时间查看干式变压器的监测数据，方便通过数据发现干式变压器的故障前兆，将所述监测平台、所述5G通信移动终端和干式变压器三大主体基于所述物联网通信模块以及所述5G通信模块，与网络相互连接，完成该系统基本架构；
S402：进行功能划分，所述监测平台通过所述物联网通信模块与干式变压器之间实现了网络互联，当所述线组检测模块、局部放电在线监测模块以及电流电压监测模块在干式变压器中对干式变压器正常使用工作中对应各项的实时数据进行检测后，通过所述物联网通信模块以网络连接的方式上传反馈给所述监测平台，所述监测平台将接收的干式变压器各项数据交由其内置处理单元进行处理，所述处理单元结合数据分析对比模块以及风险预测模块对干式变压器的检测数据进行分析及预测其工作风险性，并将分析预测结果反馈至所述监测平台，根据所预测具体风险等级，在所述警报模组中发出对应等级的报警信号；
S403：所述处理单元对干式变压器检测数据进行分析对比及风险预测作业后，在5G通信移动终端内置有5G通信模块的基础上，所述监测平台获得的分析及风险预测数据结果会在所述5G通信移动终端的触控显示屏上，便于实现远程查看，能够使不在岗的专业技术人员第一时间获取干式变压器的检测及风险预测结果，有利于专业技术人员快速做出对干式变压器风险预测结果的对应措施，以保证干式变压器在长期使用作业中的工作状态；
S404：所述监测平台对干式变压器的检测以风险预测结果交由储存单元进行保存，更加便于工作人员的调取，并在上述S401~S403中始终保证所述监测平台与干式变压器之间通过所述物联网通信模块所建立的网络连接处于通畅状态。
10.如权利要求5所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于：所述放电类型识别模块中还包括放电类型识别策略，所述放电类型识别策略包括：
对曲线图样显示屏的局部放电曲线图样进行提取得到含噪信号 ，可表示为，其中/>表示有效部分信号，/>表示噪声，对含噪信号/>进行去噪处理，得到去噪后的局部放电曲线图样，利用所述放电类型识别模块中的PRPD和PRPS图谱参照组件，对重构得到的去噪信号图进行图谱参照对比，识别干式变压器当前运行状态的放电类型。
11.如权利要求10所述的基于5G技术的干式变压器检测预警系统，其特征在于，所述去噪处理包括去噪处理策略，所述去噪处理策略包括以下具体步骤：
S501：对作小波分解，进行分解计算，得到小波系数/>，对小波分解后的小波系数作阈值量化处理，对各个分解尺度下的小波系数选择一个阈值进行阈值量化处理，利用阈值函数处理，阈值函数公式为：
；
其中，表示按照阈值函数处理后的小波系数，sign()表示符号函数，/>表示绝对值符号，/>为阈值函数调节因子，且为正数，/>为小波系数阈值；
阈值选取全局固定阈值，公式为：/>，其中/>为噪声的标准方差，，其中/>为第一层小波分解各系数值的中间值，N表示含噪信号的样本长度；
S502：根据小波分解后各层阈值量化后的小波系数，利用小波逆变换对小波系数进行重构得到去噪信号。
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