CN118483619A - 一种变压器绕组接地的监测与诊断系统 - Google Patents

一种变压器绕组接地的监测与诊断系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，包括数据采集单元、数据处理单元、故障诊断单元和显示单元，所述数据采集单元用于采集监测变压器绕组的电流参数、电压参数和温度参数，所述数据采集单元与数据处理单元对接，所述数据处理单元用于接收数据采集单元采集的电流参数、电压参数和温度参数，本发明涉及电力设备的监测与诊断技术领域。该变压器绕组接地的监测与诊断系统，通过数据采集单元对绕组接地状态进行实时监测，实现变压器绕组接地状态的高效监测，并为变压器绕组的安全可靠运行提供保障，并且经过对监测数据的预处理后，经故障诊断单元进行对应故障类型的诊断，为变压器绕组的高效检修运维提供支持。

Description

一种变压器绕组接地的监测与诊断系统
技术领域
本发明涉及电力设备的监测与诊断技术领域，具体为一种变压器绕组接地的监测与诊断系统。
背景技术
变压器是电力系统中不可或缺的关键设备，其绕组接地故障是常见且严重的问题。绕组接地故障不仅影响变压器的正常运行，还可能引发安全事故，因此，对变压器绕组接地状态进行实时监测和准确诊断至关重要。
传统的变压器绕组接地监测方法通常依赖于定期巡检和离线测试，这种方式不仅效率低下，而且难以实时发现潜在故障，此外，一些现有的在线监测方法虽然能够实时监测绕组的接地状态，但往往存在诊断精度不高、误报率较高等问题。
基于对上述资料的检索，特提出一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，通过对变压器绕组的实时监测，对变压器绕组的状态实现实时监控，并在绕组出现接地故障时，可以实现故障类型的判断，为电力系统安全性和可靠性的提高提供有效支持。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，解决了现有变压器绕组接地状态的监测存在不便，且无法高精度诊断变压器套组接地故障类型的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，包括数据采集单元、数据处理单元、故障诊断单元和显示单元，所述数据采集单元用于采集监测变压器绕组的电流参数、电压参数和温度参数，所述数据采集单元与数据处理单元对接，所述数据处理单元用于接收数据采集单元采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理，所述数据处理单元与故障诊断单元对接，所述故障诊断单元用于建立故障诊断模型，故障诊断模型用于根据预处理后的数据进行故障类型的诊断，所述数据处理单元和故障诊断单元均与显示单元对接。
本发明进一步设置为：所述数据采集单元包括电流传感模块、电压传感模块和温度传感模块。
本发明进一步设置为：所述电流传感模块用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电流参数；
所述电压传感模块用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电压参数；
所述温度传感模块用于实时监测变压器绕组的温度参数。
本发明进一步设置为：所述故障诊断模型的建立包括：
利用神经网络建立诊断模型，并根据历史变压器绕组出现接地故障类型和对应故障类型下的电流参数、电压参数和温度参数对诊断模型进行训练，根据训练结果对故障诊断模型进行优化，获取故障诊断模型。
本发明进一步设置为：所述故障诊断模型用于识别电流参数中的波动幅度和频率特征，并识别电压参数中的波动幅度和频率特征，以及温度参数中的变化趋势特征。
本发明进一步设置为：所述数据处理单元包括预处理模块和关联告警模块，所述预处理模块与关联告警模块对接，所述关联告警模块与显示单元对接，所述预处理模块与故障诊断单元对接。
本发明进一步设置为：所述预处理模块用于接收数据采集单元采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理；
所述关联告警模块用于对同一时刻采集的电流参数进行范围极值的差值计算，并设定电流差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令，对同一时刻采集的电压参数进行范围极值的差值计算，并设定电压差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令。
本发明进一步设置为：所述数据预处理包括对电流参数、电压参数和温度参数的数据清洗和数据归一化处理。
(三)有益效果
本发明提供了一种变压器绕组接地的监测与诊断系统。具备以下有益效果：
(1)本发明通过数据采集单元对绕组接地状态进行实时监测，实现变压器绕组接地状态的高效监测，并为变压器绕组的安全可靠运行提供保障，并且经过对监测数据的预处理后，经故障诊断单元进行对应故障类型的诊断，为变压器绕组的高效检修运维提供支持。
(2)本发明通过对变压器绕组输入端、中间部和输出端对应电流参数和电压参数的采集，配合关联告警模块实现对电流传感模块和电压传感模块的自检，并通过报警阈值的设置和计算差值的比对，实现告警指令的触发，以向工作人员发出告警，为变压器绕组接地状态的长期安全工作和及时检修提供进一步的保障。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明数据处理单元的系统原理框图。
图中，1、数据采集单元；2、数据处理单元；3、故障诊断单元；4、显示单元；5、电流传感模块；6、电压传感模块；7、温度传感模块；8、预处理模块；9、关联告警模块。
具体实施方式
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。
请参阅图1-2，本发明实施例提供以下两种技术方案：
实施例一、
一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，包括数据采集单元1、数据处理单元2、故障诊断单元3和显示单元4。
作为优选方案，数据采集单元1用于采集监测变压器绕组的电流参数、电压参数和温度参数。
作为优选方案，数据采集单元1与数据处理单元2对接，数据处理单元2用于接收数据采集单元1采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理，数据预处理包括对电流参数、电压参数和温度参数的数据清洗和数据归一化处理。
作为优选方案，数据处理单元2与故障诊断单元3对接，故障诊断单元3用于建立故障诊断模型，故障诊断模型用于根据预处理后的数据进行故障类型的诊断，故障诊断模型的建立包括：
利用神经网络建立诊断模型，并根据历史变压器绕组出现接地故障类型和对应故障类型下的电流参数、电压参数和温度参数对诊断模型进行训练，根据训练结果对故障诊断模型进行优化，获取故障诊断模型。
进一步的，故障诊断模型用于识别电流参数中的波动幅度和频率特征，并识别电压参数中的波动幅度和频率特征，以及温度参数中的变化趋势特征。
作为优选方案，故障诊断单元3均与显示单元4对接，显示单元4用于对电流参数、电压参数和温度参数进行展示，并对诊断的故障类型进行展示。
实施例二、
本实施例作为上一实施例的改进，一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，数据采集单元1包括电流传感模块5、电压传感模块6和温度传感模块7，电流传感模块5作为电流传感器，至少设置有三个，用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电流参数；
电压传感模块6作为电压传感器，至少设置有三个，用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电压参数；
温度传感模块7作为温度传感器，用于实时监测变压器绕组的温度参数。
作为优选方案，数据处理单元2包括预处理模块8和关联告警模块9，预处理模块8与故障诊断单元3对接，预处理模块8用于接收数据采集单元1采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理；
预处理模块8与关联告警模块9对接，关联告警模块9与显示单元4对接，关联告警模块9用于对同一时刻采集的电流参数进行范围极值的差值计算，并设定电流差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令，对同一时刻采集的电压参数进行范围极值的差值计算，并设定电压差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令。
实施例二相对于实施例一的优点在于：还可以实现对变压器绕组的直观检测，不仅可以为故障诊断模型的触发提供前置条件，还可以在数据采集单元1中某一传感模块出现故障时，实现及时地更换检修，使系统具有良好的自检效果。
使用方法包括：
S1、电流传感模块5将实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电流参数传输至预处理模块8，电压传感模块6将实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电压参数传输至预处理模块8，温度传感模块7将实时监测变压器绕组的温度参数传输至预处理模块8；
S2、预处理模块8接收电流参数、电压参数和温度参数，对电流参数、电压参数和温度参数的数据清洗和数据归一化处理，并将处理后的数据传输至S3和S4；
S3、关联告警模块9对同一时刻采集的电流参数进行范围极值的差值计算，并设定电流差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，向S5发出告警指令，对同一时刻采集的电压参数进行范围极值的差值计算，并设定电压差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，向S5发出告警指令；
S4、故障诊断单元3接收S2中归一化处理后的数据，通过故障诊断模块进行数据诊断，在变压器绕组出现接地故障时，诊断出具体的故障类型，并发送至S5；
S5、在显示单元4中进行电流参数、电压参数和温度参数的展示，在接收告警指令后，向工作人员进行告警展示，并在接收到具体的故障类型时，直接向工作人员进行对应故障类型的展示。

Claims (8)

1.一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：包括数据采集单元(1)、数据处理单元(2)、故障诊断单元(3)和显示单元(4)，所述数据采集单元(1)用于采集监测变压器绕组的电流参数、电压参数和温度参数，所述数据采集单元(1)与数据处理单元(2)对接，所述数据处理单元(2)用于接收数据采集单元(1)采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理，所述数据处理单元(2)与故障诊断单元(3)对接，所述故障诊断单元(3)用于建立故障诊断模型，故障诊断模型用于根据预处理后的数据进行故障类型的诊断，所述数据处理单元(2)和故障诊断单元(3)均与显示单元(4)对接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述数据采集单元(1)包括电流传感模块(5)、电压传感模块(6)和温度传感模块(7)。
3.根据权利要求1所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述电流传感模块(5)用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电流参数；
所述电压传感模块(6)用于实时监测变压器绕组输入端、中间部和输出端的电压参数；
所述温度传感模块(7)用于实时监测变压器绕组的温度参数。
4.根据权利要求1所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述故障诊断模型的建立包括：
利用神经网络建立诊断模型，并根据历史变压器绕组出现接地故障类型和对应故障类型下的电流参数、电压参数和温度参数对诊断模型进行训练，根据训练结果对故障诊断模型进行优化，获取故障诊断模型。
5.根据权利要求4所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述故障诊断模型用于识别电流参数中的波动幅度和频率特征，并识别电压参数中的波动幅度和频率特征，以及温度参数中的变化趋势特征。
6.根据权利要求3所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述数据处理单元(2)包括预处理模块(8)和关联告警模块(9)，所述预处理模块(8)与关联告警模块(9)对接，所述关联告警模块(9)与显示单元(4)对接，所述预处理模块(8)与故障诊断单元(3)对接。
7.根据权利要求3所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述预处理模块(8)用于接收数据采集单元(1)采集的电流参数、电压参数和温度参数，并对电流参数、电压参数和温度参数进行数据预处理；
所述关联告警模块(9)用于对同一时刻采集的电流参数进行范围极值的差值计算，并设定电流差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令，对同一时刻采集的电压参数进行范围极值的差值计算，并设定电压差异标准值，作为报警阈值，在计算差值的绝对值高于报警阈值时，发出告警指令。
8.根据权利要求7所述的一种变压器绕组接地的监测与诊断系统，其特征在于：所述数据预处理包括对电流参数、电压参数和温度参数的数据清洗和数据归一化处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN119575047A (zh) * 2025-02-08 2025-03-07 红光电气集团有限公司 一种干式电力变压器监测和诊断系统
CN121008122A (zh) * 2025-10-28 2025-11-25 南通威森新能源科技有限公司 一种面向多元电网数据的电网故障监测方法及系统

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