CN215416884U - 一种电力变压器状态识别和安全防控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力变压器监测技术领域，具体公开了一种电力变压器状态识别和安全防控系统，包括检测端和监控端，检测端包括第一控制器、影像获取模块、温度检测模块、湿度检测模块以及第一通信模块，监控端包括第二控制器、第二通信模块以及警报模块。检测端实时检测电力变压器工作环境的温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息，将这些信息发送通过第一通信模块发送给第二通信模块，监控端在接收到后，根据这些信息判断电力变压器的工作环境是否正常，若非正常，则通过警报模块发出警报。从而防止了因电力变压器工作环境影响而引发的事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力变压器监测技术领域，具体涉及了一种电力变压器状态识别和安全防控系统。
背景技术
在电力系统中，电力变压器的作用是实现高低电压的转化，从而保证低压侧用户电器设备的运行安全。但是在变压器的长周期运行过程中，会受到多方面的环境影响，导致设备老化或者出现故障，进而影响其正常使用，一旦电力变压器无法正常工作，不仅容易导致电力供应中断，而且还有可能导致连接设备受损，进而引发各类事故。
在电力变压器实际使用过程中，环境的温度、湿度、粉尘、腐蚀气体均会对电力变压器的工作造成影响，因此对电力变压器工作环境的温度、湿度、粉尘、腐蚀气体这些信息进行检测以及防控，是十分重要的。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种电力变压器状态识别和安全防控系统，实时检查电力变压器工作环境参数，并根据这些参数判断电力变压器工作环境是否恶劣，在工作环境恶劣时发出警报。
本实用新型提供的基础方案：包括检测端和监控端，检测端包括第一控制器、温度检测模块、湿度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块以及第一通信模块，监控端包括第二控制器、第二通信模块以及警报模块；
温度检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的温度信息；
湿度检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的湿度信息；
粉尘检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的粉尘信息；
气体检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的气体信息；
第一通信模块，与第一控制器电连接，与第二通信模块网络连接，在第一控制器的控制下将温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息发送给第二通信模块；
第二控制器，与第二通信模块电连接，用于根据温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息判断电力变压器当前的工作环境；
警报模块，与第二控制器电连接，用于发出警报。
本实用新型的原理及优点在于：将检测端设于电力变压器的附近，监控端设于监控室内，通过检测端检测电力变压器当前环境下的温度信息、湿度信息粉尘信息、气体信息，温度、湿度过高会使电力变压器的绝缘材料老化，当绝缘材料老化后会造成内部短路等电器故障，有可能导致电力变压器燃烧甚至是爆炸。电力变压器运行过程中，粉尘污染会造成闪络，从而有可能引起停电事故。而腐蚀气体会对电力变压器桩头及引线造成污染，也有可能引起停电事故。第一控制器控制第一通信模块将温度信息、湿度信息、粉尘信息、气体信息发送给第二通信模块。监控端通过第二通信模块接收到这些信息后，将这些信息交给第二控制器，第二控制器根据温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息判断电力变压器的工作环境，而当电力变压器处于非正常工作环境时，第二控制器控制警报模块发出警报，从而实现了在监控室对电力变压器工作环境的远程监控。相比于现有技术，能够实时监控电力变压器的工作环境是否恶劣，在环境恶劣时发出警报，从而减小了电力变压器在恶劣环境下工作而引发的各种事故的几率。
进一步，所述监控端还包括显示模块，所述显示模块与第二控制器电连接，用于显示温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息。
通过显示模块，将温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息显示，使用户能够直观了解电力变压器当前环境下的各项参数信息。
进一步，所述检测端还包括影像获取模块，所述影像获取模块与第一控制器电连接，用于拍摄电力变压器的影像，所述第一通信模块还用于将影像发送给第二通信模块，所述显示模块还用于显示影像。
获取电力变压器工作的影像，并通过显示模块显示，使用户能够观测到电力变压器工作的影像。
进一步，所述检测端还包括音频获取模块，所述音频获取模块与第一控制器电连接，用于获取电力变压器发出的声音，将声音转换为音频信号；第一通信模块还用于将音频信号发送给第二通信模块；监控端还包括音频库，所述音频库存储有电力变压器各个工作状态下的音频信号。
通过获取电力变压器的发出的声音，将声音转换为音频信号，将音频信号与音频库中的音频信号进行比对，判断电力变压器的工作状态。
进一步，还包括运维终端，所述运维终端包括第三通信模块；
所述第二通信模块将电力变压器的工作状态以及工作环境发送给第三通信模块。
在电力变压器的工作状态、工作环境非正常时，将电力变压器的工作状态、工作环境发送给运维终端，使运维人员了解电力变压器的工作状态和工作环境。
进一步，所述运维终端还包括输入模块，用于用户输入信息，所述第三通信模块还用于将用户输入的信息发送给第二通信模块。
当运维人员对电力变压器进行处理后，通过输入模块将处理过程。
进一步，还包括存储模块，与第二控制器电连接，用于记录电力变压器工作状态、工作环境以及用户输入的信息。
将电力变压器非正常的工作环境、工作状态信息以及运维人员输入的运维过程进行存档记录。
进一步，所述检测端还包括电源模块，用于为检测端中各个模块供电。
通过电源模块为检测端各个模块提供电源。
进一步，所述检测端还包括分贝检测模块，所述分贝检测模块用于检测电力变压器所发出的声音的分贝，所述第一控制器还用于根据分贝检测模块所检测到的分贝的大小控制电源模块为温度检测模块、湿度检测模、粉尘检测模块、气体检测模块以及影像获取模块供电。
第一控制器通过分贝检测模块识别电力变压器所发出的声音大小，根据电力变压器发出的声音大小判断电力变压器是否在工作，而只有当电力变压器在工作时，才需要检测温度、湿度、粉尘和气体，而没有在工作时则不需要进行检测，因此控制电源模块停止为温度检测模块、湿度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块以及影像获取模块供电。
附图说明
图1为本实用新型一种电力变压器状态识别和安全防控系统实施例中的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1所示：
本实施例一种电力变压器状态识别和安全防控系统包括检测端、监控端以及运维终端，检测端设置在电力变压器附近，监控端设置在监控室，运维终端为运维人员随身携带。其中监测端包括影像获取模块、温度监测模块、湿度监测模块、粉尘检测模块、气体检测模块、音频获取模块、第一通信模块、电源模块以及第一控制器。在本实施例中，第一控制器优选为STM32系列单片机，第一控制器的输入端与影像获取模块、温度检测模块、湿度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块、音频获取模块电连接，第一控制器的输出端与第一通信模块电连接，电源模块用于为检测端各个模块供电。监控端包括第二通信模块、第二控制器、警报模块、显示模块以及存储模块，第二通信模块和第一通信模块网络连接，第二控制器可以为单片机或者是PLC，在本实施例中，第二控制器优选为STM32L452RCT6单片机，第二控制器的输入端与第二通信模块电连接，第二控制器的输出端与警报模块、显示模块以及存储模块电连接。运维终端包括输入模块和第三通信模块，第三通信模块与第二通信模块网络连接。
影像获取模块为摄像头，用于获取电力变压器周围的影像，温度检测模块为温度传感器，在本实施例中，优选为NTC热敏电阻温度传感器B3950，用于检测电力变压器当前环境下的温度信息，湿度传感器为湿度传感器，在本实施例中，优选为HF3223型线性频率输出集成湿度传感器，用于检测电力变压器当前环境下的湿度信息。粉尘检测模块为粉尘检测仪，在本实施例中，优选为YR-FD100粉尘浓度检测仪，用于检测电力变压器当前环境下的粉尘信息，气体检测模块为气体浓度检测仪，在本实施例中为S02浓度检测仪，检测SO2的浓度，在本申请的其他实施例中，还可以根据需要添加其他气体的浓度检测仪。音频转换模块包括声音传感器和音频转换芯片，声音传感器用于收集电力变压器发出的声音，音频转换芯片用于将声音装换为音频信号，在本实施例中，音频转换芯片优选为PCM1808PWR音频转换芯片。
第一通信模块和第二通信模块包括以太网模块，第一通信模块和第二通信模块通过以太网模块将影像、温度信息、湿度信息、粉尘信息、气体信息以及音频信号发送给第二通信模块，第二通信模块接收到影像、温度信息、湿度信息、粉尘信息、气体信息后，第二控制器控制显示模块显示影像、温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息，在本实施例中，显示模块优选为LED显示屏。第二控制器根据温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息判断电力变压器的工作环境是否处于正常，当检测到的温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息，超过电力变压器正常工作的环境参数阈值后，例如，当检测到的温度超过电力变压器规定的最高环境温度40℃时，控制模块控制警报模块发出警报，警报模块为蜂鸣器。
检测端还包括有音频库，与第二控制器的输入端电连接，音频库中存储有电力变压器各个工作状态下的音频信号，当电力变压器的工作环境为非正常工作环境时，第二控制器对比当前电力变压器工作的音频信号与音频库中的音频信号进行比对，比对出相似度最高的音频信号，从而判断电力变压器当前的工作状态。
在本实施例中，运维终端为智能手机的手机APP，第二通信模块和第三通信模块还包括4G网络通信模块，当电力变压器的工作环境为非正常工作环境时，第二通信模块通过4G网络模块将电力变压器的工作状态、工作环境发送给第三通信模块，使运维人员及时了解，并前往处理。在处理结束后，运维人员通过输入模块将运维过程输入，第三通信模块通过4G网络通信模块将运维人员输入的运维过程发送给第二通信模块，第二控制器控制存储模块对本次处理的电力变压器的工作环境、工作状态以及运维过程进行存储，在本实施例中，存储模块为ROM只读存储器。在本申请的其他实施例中，还包括有云服务器，第二通信模块通过4G网络模块将电力变压器的工作环境、工作状态以及运维过程上传至云服务器进行存储。
实施例二
本实施例和实施例一的区别在于，检测端还包括分贝检测模块，用于检测电力变压器发出声音的分贝，第一控制模块根据变压器发出声音分贝的大小控制电源模块为影像获取模块、湿度检测模块、温度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块供电。具体的，在本实施例中分贝检测模块为rs485监测计声级传感器，当检测到的电力变压器的声音小于30分贝时，第一控制器控制电源模块停止为影像获取模块、温度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块供电。
以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：包括检测端和监控端，检测端包括第一控制器、温度检测模块、湿度检测模块、粉尘检测模块、气体检测模块以及第一通信模块，监控端包括第二控制器、第二通信模块以及警报模块；
温度检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的温度信息；
湿度检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的湿度信息；
粉尘检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的粉尘信息；
气体检测模块，与第一控制器电连接，用于采集电力变压器当前环境下的气体信息；
第一通信模块，与第一控制器电连接，与第二通信模块网络连接，在第一控制器的控制下将温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息发送给第二通信模块；
第二控制器，与第二通信模块电连接，用于根据温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息判断电力变压器当前的工作环境；
警报模块，与第二控制器电连接，用于发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述监控端还包括显示模块，所述显示模块与第二控制器电连接，用于显示温度信息、湿度信息、粉尘信息以及气体信息。
3.根据权利要求2所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述检测端还包括影像获取模块，所述影像获取模块与第一控制器电连接，用于拍摄电力变压器的影像，所述第一通信模块还用于将影像发送给第二通信模块，所述显示模块还用于显示影像。
4.根据权利要求1所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述检测端还包括音频获取模块，所述音频获取模块与第一控制器电连接，用于获取电力变压器发出的声音，将声音转换为音频信号；第一通信模块还用于将音频信号发送给第二通信模块；监控端还包括音频库，所述音频库存储有电力变压器各个工作状态下的音频信号。
5.根据权利要求1所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：还包括运维终端，所述运维终端包括第三通信模块；
所述第二通信模块将电力变压器的工作状态以及工作环境发送给第三通信模块。
6.根据权利要求5所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述运维终端还包括输入模块，用于用户输入信息，所述第三通信模块还用于将用户输入的信息发送给第二通信模块。
7.根据权利要求6所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：还包括存储模块，与第二控制器电连接，用于记录电力变压器工作状态、工作环境以及用户输入的信息。
8.根据权利要求7所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述检测端还包括电源模块，用于为检测端中各个模块供电。
9.根据权利要求8所述的一种电力变压器状态识别和安全防控系统，其特征在于：所述检测端还包括分贝检测模块，所述分贝检测模块用于检测电力变压器所发出的声音的分贝，所述第一控制器还用于根据分贝检测模块所检测到的分贝的大小控制电源模块为温度检测模块、湿度检测模、粉尘检测模块、气体检测模块以及影像获取模块供电。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027111A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-04-28 | 华北电力大学（保定） | 一种变压器电变量测量装置及测量方法 |
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2021
- 2021-07-30 CN CN202121770923.7U patent/CN215416884U/zh active Active
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