CN219038061U - 一种变压器温度实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器温度实时监测系统，电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器作为感知层，边缘计算网关作为网络层，云服务器作为平台层，主站服务器后台作为应用层，彼此通讯以实现数据交换；本发明在变压器上装设无源测温传感器、无源油压传感器和电能采集传感器，通过边缘计算网关对变压器本体电气量、温度量和油压量进行采集、运算、暂存和传输，并发送至云服务器进行数据存储、集成和管理，应用层访问和管理云服务器，运维管理人员通过主站服务器和监测软件监测变压器本体状态数据，可对电气量、温度量和油压量的实时数据进行分析和评估，以得出变压器本体的健康状况，实现主站服务器在后台、大屏与移动终端的实时监测的目的。

Description

一种变压器温度实时监测系统

技术领域

本发明涉及变压器设备安全领域，特别涉及一种变压器温度实时监测系统。

背景技术

近年来，我国积极推进泛在电力物联网与数字电网的建设，为小微智能传感技术的应用提供了广阔的场景，也为变压器温度监测提供了新的技术手段。变压器是电力系统中核心的供电设备，担负着电压等级变换与功率分配的重任。由于变压器造价昂贵，核心作用无可替代，因而需要对变压器的运行过程与安全状态进行重点监视，使运维人员及时了解和评估主变的安全特性，以避免变压器内部温升过高而导致电气事故发生。然而，目前变压器监测尚存在不足，其温度监测主要受传统测温技术和主变本体结构的制约，热电阻温度传感器只能安装在变压器本体的特定部位；由于变压器体积较大，仅以单点或局部温度是无法完整、准确地反映出整个变压器内部的运行状态；当变压器处于重过载运行时，运维人员仍需到现场手持温度仪进行测温；另外，完善变压器远程主站服务器后台的电能数据通讯，完善变压器油压在线监测和预警同样重要。

发明内容

本发明针对背景技术，提供一种变压器温度实时监测系统，用于解决当前变压器监测的不足，提升变压器的运行效率与安全特性。

本发明涉及一种变压器温度实时监测系统，包括相互连接的感知层、网络层、平台层和应用层；所述感知层作为终端传感层，位于变压器温度实时监测系统架构的最底层，包括设置于变压器上的电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器；所述网络层位于变压器温度实时监测系统架构的感知层之上，包括边缘计算网关；所述平台层位于变压器温度实时监测系统架构的网络层之上，包括云服务器；所述应用层位于变压器温度实时监测系统架构的顶层，包括主站服务器后台。

进一步的，变压器本体及外壳处分布式设置有无源测温传感器和无源油压传感器；电能采集传感器与变压器本体上的智能电表相连接；无源测温传感器设置于变压器本体上最能够反映变压器油温的位置；无源油压传感器设置于变压器安装在变压器的传感器基座上。

进一步的，网络层包括边缘计算网关，设置于变压器所包括的电气表箱内；电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器与边缘计算网关连接。

进一步的，云服务器与边缘计算网关通过网络连接。

进一步的，主站服务器后台包括内部安装的数据库和监测软件，变压器本体的状态监测信息通过大屏或移动终端显示。

进一步的，电气量数据包括电流、电压和功率数据。

进一步的，边缘计算网关为单片机，单片机包括网络通讯模块和温度越限、温升突变预警模块。

进一步的，主站服务器后台与云服务器间设置有防火墙。

实施本发明的有益效果：本发明用于掌握变压器内部绕组、铁芯与绝缘油的运行状况，通过在变压器上装设无源测温传感器、无源油压传感器和电能采集传感器，通过边缘计算网关对变压器本体的电气量、温度量和油压量数据进行采集、运算、暂存和传输，并发送至云服务器进行数据存储、集成和管理，应用层访问和管理云服务器，运维管理人员通过主站服务器和监测软件监测变压器本体状态数据，可对电气量、温度量和油压量的实时数据进行分析和评估，以得出变压器本体的健康状况，实现主站服务器在后台、大屏与移动终端的实时监测的目的。通过在变压器本体及外壳处分布式安装无源测温、测压和电气量的传感器，实时采集变压器各部位的温度变化；通过在边缘计算网关内网络通讯模块和温度越限、温升突变预警模块，在变压器运行状态异常或事故发生前及时预警和告警，提醒运行和管理人员，避免事故的发生和扩大；通过在应用层智能终端内设置自动报警界面，当变压器本体运行温度异常时，报警窗口自动弹出，并提供报警点的时间、位置和故障的详细信息，同时系统会自动记录相关报警信息，为变压器的运维检修提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：系统结构示意图；

图2：连接示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明其中一个实施例中，请参阅附图1和2所示。

一种变压器温度实时监测系统包括感知层、网络层、平台层与应用层，其中：

所述感知层作为终端传感层，位于变压器温度实时监测系统架构的最底层，在变压器本体及外壳处分布式设置有电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器，电能采集传感器与变压器本体上的智能电表相连接，用于电气量数据的采集，电气量数据包括变压器的电流、电压和功率数据；无源测温传感器设置于变压器本体上最能够反映变压器油温的位置，用于温度量数据的采集；无源油压传感器设置于变压器安装在变压器的传感器基座上，用于油压量数据的采集。终端传感层具有自由组网和灵活布置的特点，并能与边缘计算网关进行实时通信，完成数据采集与传输。

所述网络层包括边缘计算网关，位于变压器温度实时监测系统架构的感知层之上，所述边缘计算网关为单片机，单片机包括网络通讯模块和温度越限、温升突变预警模块，设置于变压器所包括的电气表箱内；所述电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器与边缘计算网关连接，边缘计算网关用于电气量数据、温度量数据和油压量数据的暂存和传送。网络层的核心是具有边缘计算功能的网关，边缘计算网关内置有智能决策处理逻辑能够对变压器本体的信息状态量进行就地优化和处理，为系统提供有效、安全的数据；同时，边缘计算网关能够与多个传感器进行通信，完成终端数据的汇集和网络传输。

所述平台层包括云服务器，位于变压器温度实时监测系统架构的网络层之上，所述边缘计算网关与云服务器通过网络连接，云服务器用于数据存储、集成和管理服务功能，实现不同区域、不同变压器的数据汇集和管理，同时向应用层发送变压器本体的状态监测信息。

所述应用层包括主站服务器后台及内部安装的数据库和监测软件，变压器本体的状态监测信息通过大屏或移动终端显示，用于实时监测变压器本体的状态数据，运维管理人员可以更加全面、便捷和快速地掌握主变运行状态；主站服务器后台与云服务器间设置有防火墙，保证了应用层的系统安全性能。

本发明工作原理：

为更全面地掌握变压器内部绕组、铁芯与绝缘油的运行状况，在变压器上装设无源测温传感器、无源油压传感器和电能采集传感器，通过边缘计算网关对变压器本体的电气量、温度量和油压量数据进行采集、运算、暂存和传输，并发送至云服务器进行数据存储、集成和管理，应用层访问和管理云服务器，运维管理人员通过主站服务器和监测软件监测变压器本体状态数据，可对电气量、温度量和油压量的实时数据进行分析和评估，以得出变压器本体的健康状况，实现主站服务器在后台、大屏与移动终端的实时监测的目的。

通过在变压器本体及外壳处分布式安装无源测温、测压和电气量的传感器，实时采集变压器各部位的温度变化；通过在边缘计算网关内网络通讯模块和温度越限、温升突变预警模块，在变压器运行状态异常或事故发生前及时预警和告警，提醒运行和管理人员，避免事故的发生和扩大；通过在应用层智能终端内设置自动报警界面，当变压器本体运行温度异常时，报警窗口自动弹出，并提供报警点的时间、位置和故障的详细信息，同时系统会自动记录相关报警信息，为变压器的运维检修提供依据。

本发明所述变压器温度实时监测系统利用电力物联网技术，通过云服务器可以与整个电力系统的数据实现共享，基于云服务器存储的变压器本体的运行状态和实时数据，可为电网的规划、变压器的选型、电网运行方式、负荷管理与无功调节等提供辅助决策。

本发明能够提升变压器本体设备的安全保障，能够实时、动态和连续地反映变压器内部原件的运行状态和健康程度，可降低变压器过热和自燃的事故率，满足“无人值班变电站”的管理要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，包括相互连接的感知层、网络层、平台层和应用层；所述感知层作为终端传感层，位于变压器温度实时监测系统架构的最底层，包括设置于变压器上的电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器；所述网络层位于变压器温度实时监测系统架构的感知层之上，包括边缘计算网关；所述平台层位于变压器温度实时监测系统架构的网络层之上，包括云服务器；所述应用层位于变压器温度实时监测系统架构的顶层，包括主站服务器后台。

2.根据权利要求1所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述变压器的外壳处分布式设置有无源测温传感器和无源油压传感器；所述电能采集传感器与变压器上的智能电表相连接，用于电气量数据的采集；所述无源测温传感器设置于变压器上最能够反映变压器油温的位置；所述无源油压传感器设置于变压器安装在变压器的传感器基座上。

3.根据权利要求1所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述网络层包括边缘计算网关，设置于变压器所包括的电气表箱内；所述电能采集传感器、无源测温传感器和无源油压传感器与边缘计算网关连接。

4.根据权利要求1所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述云服务器与边缘计算网关通过网络连接。

5.根据权利要求1所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述主站服务器后台包括内部安装的数据库和监测软件，变压器的状态监测信息通过大屏或移动终端显示。

6.根据权利要求2所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述电气量数据包括电流、电压和功率数据。

7.根据权利要求3所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述边缘计算网关为单片机，单片机包括网络通讯模块和温度越限、温升突变预警模块。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种变压器温度实时监测系统，其特征在于，所述主站服务器后台与云服务器间设置有防火墙。

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