TWI464436B - 變壓器監控系統及方法 - Google Patents

Description

變壓器監控系統及方法

本發明涉及一種監控系統及方法，尤其涉及一種變壓器監控系統及方法。

變壓器在運行過程中普遍存在能源利用率低的狀況，其主要原因在於：1.用電設備存在感性負載使功率因數降低造成能源損失；2.設備的落後及老化造成的能源損失；3.用電設備空載或輕載造成的損失；以上三種情況，制約了電能利用率的提升，不利於變壓器的長期運行。

目前，可透過變壓器監控系統對變壓器進行監控，以及時發現變壓器在運行過程中出現的異常及能源損耗。然而，該變壓器監控系統只能實現一個區域的斷線檢測，對於變壓器現場的情況卻無法進行即時監控，導致花費太多的時間用於定位和處理線路異常，這一點在地處偏遠山區的高壓輸電線路尤為嚴重，且這一監控方式主要是靠員工的經驗及總用電量的統計來完成，存在很大的不確定性及滯後性。

鑒於以上內容，有必要提供一種變壓器監控系統及方法，其需要對變壓器的變壓資料進行分析，以便於及時對變壓器進行相應處理，降低了變壓器的能耗，同時降低了監控成本，提高了監控效 率。

一種變壓器監控系統，該系統包括真空斷路器、電錶、資料轉換器及變壓器監控伺服器，其中：所述資料轉換器透過網路與該電錶及變壓器監控伺服器進行通信連接；所述真空斷路器與變壓器進行電路連接，用於採集變壓器的變壓資料，所述變壓資料包括變壓器的電流；所述電錶安裝在真空斷路器及資料轉換器之間，用於接收真空斷路器採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給資料轉換器；所述資料轉換器用於將接收到的變壓資料傳送給變壓器監控伺服器；所述變壓器監控伺服器用於讀取上述變壓資料，並判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器的電流之和是否達到單個變壓器的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器進行處理，及當判斷結果為需要對變壓器進行處理時，生成對變壓器的處理資訊，以通知相關人員對變壓器進行處理。

一種變壓器監控方法，該方法包括以下步驟：真空斷路器採集變壓器的變壓資料，所述變壓資料包括變壓器的電流；電錶接收真空斷路器採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給資料轉換器；資料轉換器將接收到的變壓資料傳送給變壓器監控伺服器；變壓器監控伺服器讀取上述變壓資料，並判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器的電流之和是否達到單個變壓器的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器進行處理，及當判斷結果為需要對變壓器進行處理時，生成對變壓器的處理資訊，以通知相關人員對變壓器進行處理。

相較於習知技術，所述的變壓器監控系統及方法，需要對變壓器的變壓資料進行分析，以便於及時對變壓器進行相應處理，降低 了變壓器的能耗，同時降低了監控成本，提高了監控效率。

10‧‧‧變壓器

20‧‧‧真空斷路器

30‧‧‧主真空斷路器

40‧‧‧電錶

50‧‧‧資料轉換器

60‧‧‧變壓器監控伺服器

70‧‧‧資料庫伺服器

80‧‧‧資訊發送主機

90‧‧‧電視牆

601‧‧‧讀取模組

602‧‧‧判斷模組

603‧‧‧生成模組

604‧‧‧通知模組

605‧‧‧儲存模組

圖1係本發明變壓器監控系統的運行環境圖。

圖2係本發明變壓器監控伺服器較佳實施例的功能模組圖。

圖3係本發明變壓器監控方法較佳實施例的流程圖。

如圖1所示，係本發明變壓器監控系統的應用環境圖。該監控系統主要包括多個變壓器10、真空斷路器20、電錶40、資料轉換器50及變壓器監控伺服器60。其中，該監控系統可將監控區域分成多個區，例如，圖1中的A區、B區，每個區都有變壓器10、真空斷路器20、電錶40、資料轉換器50及變壓器監控伺服器60。以下以A區中的變壓器10、真空斷路器20、電錶40、資料轉換器50及變壓器監控伺服器60進行說明該變壓器監控系統。

所述變壓器10透過電線與用電設備(例如，燈泡，機台等)相連接，用於將市政電網傳送過來的高壓電(例如，100KV)轉變成低壓電(例如，380V)，並傳輸到各個用電單位(例如，主板的生產車間)以便對各個用電單位的供電設備進行供電。

所述真空斷路器20透過電線與變壓器10進行電路連接，該真空斷路器20用於採集變壓器10的變壓資料，並控制變壓器10的啟動和停止，且相鄰的真空斷路器20之間還可以進行電路連接。在本較佳實施例中，如圖1所示，若斷開真空斷路器B1與變壓器A1的電路連接，並在真空斷路器B1與真空斷路器B2之間進行電路連接，則通過變壓器A1的電流完全通過變壓器A2，通過變壓器A1的電流 變為零，變壓器A1停止工作。所述變壓資料包括通過變壓器10的電壓、通過變壓器10的電流、變壓器10的有功功率及變壓器10的功率等信息。所述真空斷路器20還透過電線與主真空斷路器30進行電路連接，以接入市政電網的電量輸入，其中，該主真空斷路器30用於透過主真空斷路器30的開關控制市政電網的電量輸入。

所述電錶40安裝在真空斷路器20及資料轉換器50之間，該電錶40用於接收真空斷路器20採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給資料轉換器50。此外，所述電錶40還可以安裝在主真空斷路器30與資料轉換器50之間，該電錶40還用於接收從主真空斷路器30發送過來的市政電網資料，所述市政電網資料包括市政電網的電壓及市政電網的電流。

所述資料轉換器50安裝在電錶40及變壓器監控伺服器60之間，透過網路與電錶40及變壓器監控伺服器60進行通信連接，實現資料交互。該資料轉換器50用於接收電錶40採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給變壓器監控伺服器60。在本較佳實施例中，該網路為網際網路或區域網路。

所述變壓器監控伺服器60用於讀取資料轉換器50所傳送的變壓資料，並根據該變壓資料，判斷是否需要對變壓器10進行相應的處理，該方法提高了變壓器的能源利用率。在本較佳實施例中，該變壓器監控伺服器60為監視控制資料獲取(Supervisory control and data acquisition，SCADA)伺服器。

該變壓器監控伺服器60還用於讀取資料轉換器50所傳送的市政電網資料，另外，多個變壓器監控伺服器60之間還可以實現互為代理功能。在本較佳實施例中，每個區的變壓器監控伺服器60在運 行的過程中都有日誌記錄(例如，變壓器監控伺服器60在正常運行的過程中，每分鐘向日誌記錄中插入一個狀態資訊，以說明變壓器監控伺服器60處於工作狀態)，若某一個區的變壓器監控伺服器60的日誌記錄在一定的時間內(例如，半個小時)沒有更新，則說明該區的變壓器監控伺服器60沒有工作，其他區的變壓器監控伺服器60自動代理該區的變壓器監控伺服器60的工作。具體而言，如圖1所示，若A區的變壓器監控伺服器60的日誌記錄沒有更新，則說明A區的變壓器監控伺服器60出現故障，B區的變壓器監控伺服器60自動代理A區的變壓器監控伺服器60的工作。

此外，該變壓器監控系統還可以包括資料庫伺服器70、資訊發送主機80及電視牆90。

其中，變壓器監控伺服器60、資料庫伺服器70、資訊發送主機80之間透過網路可以進行資料交互。具體而言，變壓器監控伺服器60透過網路將讀取的市政電網資料及每個變壓器10的變壓資料儲存到資料庫伺服器70中，作為歷史資料供查詢及分析。若通過變壓器10的電流過小，則變壓器監控伺服器60透過網路發送控制指令給真空斷路器20以該關閉變壓器10，以此提高變壓器10的能源利用率，此時，變壓器監控伺服器60還發送通知給資訊發送主機80，使資訊發送主機80發送資訊給相關的人員，並在與資訊發送主機80相連接的電視牆90上顯示發送的資訊。在本較佳實施例中，所述網路為網際網路或區域網路。

所述資訊發送主機80用於當需要對變壓器10進行處理時，接收變壓器監控伺服器60的通知，產生處理資訊並將處理資訊傳送給電視牆90。該資訊發送主機80還可以啟動喇叭報警、啟動警戒燈( 例如，紅燈)、發送短信或郵件給相關人員等，該資訊發送主機80可以是個人電腦、網路資訊發送伺服器，還可以是任意其他適用的電腦。

如圖2所示，係本發明變壓器監控伺服器60較佳實施例的功能模組圖。該變壓器監控伺服器60包括讀取模組601、判斷模組602、生成模組603、通知模組604及儲存模組605。本發明所稱的模組是完成一特定功能的電腦程式段，比程式更適合於描述軟體在電腦中的執行過程，因此在本發明以下對軟體描述中都以模組描述。

所述讀取模組601用於讀取資料轉換器50傳送過來的變壓資料。具體而言，資料轉換器50將變壓資料透過網路傳送給變壓器監控伺服器60，讀取模組601讀取該傳送過來的變壓資料。

所述判斷模組602用於判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器10的電流之和是否達到單個變壓器10的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器10進行處理。在本較佳實施例中，處理的方式是：在保證從市政電網輸入的電流總量不變及通過每個變壓器10的電流不超過該變壓器10的最大電流的情況下，關閉沒有達到變壓器10最大電流值的變壓器10，並將通過該變壓器10的電流轉移到其他變壓器10上。具體而言，若相鄰的兩個變壓器10的電流之和小於單個變壓器10的最大電流通過量，則關閉電流較小的變壓器10，並將通過該變壓器10的電流轉移到另外一個變壓器10上。

例如，如圖1所示，A區有三個變壓器10，編號分別為A1、A2、A3，假設每個變壓器10通過的最大電流為500A，當通過變壓器A1的 電流為100A，通過變壓器A2的電流為200A，通過變壓器A3的電流為200A，若此狀態連續30分鐘未發生改變，則由資訊發送主機80通知相關人員按照通過變壓器10的電流的大小順序來關閉變壓器10，即首先關閉真空斷路器B1與變壓器A1的電路相連，再關閉真空斷路器B2與變壓器A2的電路連接，使變壓器A1及A2停止工作，並在真空斷路器B1、B2及B3之間進行電路連接，使電流通過變壓器A3，此時通過變壓器A3的電流達到500A，而市政電網輸入的電流總量也為500A。

當通過變壓器A1的電流為100A，通過變壓器A2的電流為200A，通過變壓器A3的電流為400A，若此狀態連續30分鐘未發生改變，則由資訊發送主機80通知相關人員按照通過變壓器10的電流的大小順序來關閉變壓器10，即首先關閉真空斷路器B1與變壓器A1的電路相連，使變壓器A1停止工作，並在真空斷路器B1及B2之間進行電路連接，使電流通過變壓器A2，此時通過變壓器A2的電流達到300A。由於通過變壓器A3的電流為400A，若在真空斷路器B2和B3之間進行電路連接，會超過變壓器10的最大電流通過量，因此在這種情況下，只能關閉真空斷路器A1與變壓器10的電路連接。

所述生成模組603用於當需要對變壓器10進行處理時，生成對該變壓器10的處理資訊。具體而言，若需要對某一台變壓器10進行處理，則生成一條處理資訊，該處理資訊包括該變壓器10的編號，對變壓器10的處理方式，處理變壓器10的原因等內容。例如，某一條生成的處理資訊的內容如下：

變壓器編號：A1；

處理方式：關閉B1與A1的電路連接，並在B1及B2之間進行電路連 接；原因：A1電流過小，利用率低。

所述通知模組604用於將上述生成模組603生成的處理資訊發送給資訊發送主機80，通知該資訊發送主機80將該處理資訊發送給相關人員。該資訊發送主機80的進行資訊發送的方式包括：在電視牆90上顯示處理資訊、發送短信或郵件給相關人員。

所述儲存模組605用於將變壓資料儲存到資料庫伺服器70中。此外，儲存模組605還儲存市政電網資料儲存到資料庫伺服器70中，以便於查詢市政電網資料，儲存模組605還將變壓器監控伺服器60的運行過程中生成的日誌記錄儲存資料庫伺服器70中，以便其他區的變壓器監控伺服器60需要讀取該日誌記錄，從而實現多個變壓器監控伺服器60之間的工作代理。

如圖3所示，係本發明變壓器監控方法較佳實施例的流程圖。

步驟S10，真空斷路器20即時採集變壓器10的變壓資料，該變壓資料包括通過變壓器10的電壓、通過變壓器10的電流、變壓器10的有功功率及變壓器10的功率等信息等。

步驟S20，電錶40透過網路接收該真空斷路器20所採集的變壓資料並將所接收的變壓資料透過網路傳送給資料轉換器50。

步驟S30，讀取模組601讀取資料轉換器50傳送過來的變壓資料。

步驟S40，判斷模組602判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器10的電流之和是否達到單個變壓器10的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器10進行處理。具體而言，若所述讀取的 變壓資料中相鄰的兩個變壓器10的電流之和大於單個變壓器10的最大電流通過量，則判斷結果為不需要對變壓器10進行處理，並進入步驟S70。若所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器10的電流之和小於單個變壓器10的最大電流通過量，則判斷結果為需要對變壓器10進行處理，流程進入步驟S50。

步驟S50，生成模組603生成對變壓器10的處理資訊。具體而言，若需要對某一台變壓器10進行處理，則生成一條處理該變壓器10的處理資訊，該處理資訊中包括該變壓器10的編號，對變壓器10的處理方式，處理變壓器10的原因等內容。例如，某一條生成的處理資訊的內容如下：

變壓器編號：A1；

處理方式：關閉B1與A1的電路連接，並在B1及B2之間進行電路連接；原因：A1電流過小，利用率低。

步驟S60，通知模組604將上述生成模組603所生成的處理資訊發送給資訊發送主機80，通知該資訊發送主機80將該處理資訊發送給相關人員。該資訊發送主機80的資訊發送方式包括：在電視牆90上顯示處理資訊、發送短信或郵件給相關人員。

步驟S70，儲存模組605將所述變壓資料儲存到資料庫伺服器70中。本實施例中，該步驟S70也可於步驟S20後執行，即在變壓器監控伺服器60接收到資料轉換器50所傳送的變壓資料後，透過儲存模組605將該變壓資料直接儲存到資料庫伺服器70中。此外，儲存模組605還儲存市政電網資料儲存到資料庫伺服器70中，以便 於查詢市政電網資料。

10‧‧‧變壓器

20‧‧‧真空斷路器

30‧‧‧主真空斷路器

40‧‧‧電錶

50‧‧‧資料轉換器

60‧‧‧變壓器監控伺服器

70‧‧‧資料庫伺服器

80‧‧‧資訊發送主機

90‧‧‧電視牆

Claims (10)

1. 一種變壓器監控系統，該系統包括真空斷路器、電錶、資料轉換器及變壓器監控伺服器，其中：所述資料轉換器透過網路與該電錶及變壓器監控伺服器進行通信連接；所述真空斷路器與變壓器進行電路連接，用於採集變壓器的變壓資料，所述變壓資料包括變壓器的電流，真空斷路器控制變壓器的啟動和停止，且相鄰的真空斷路器之間進行電路連接，當一個變壓器關閉時，控制該變壓器停止的真空斷路器將通過該變壓器的電流轉移到另外一個變壓器上；所述電錶安裝在真空斷路器及資料轉換器之間，用於接收真空斷路器採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給資料轉換器；所述資料轉換器用於將接收到的變壓資料傳送給變壓器監控伺服器；及所述變壓器監控伺服器用於讀取上述變壓資料，並判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器的電流之和是否達到單個變壓器的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器進行處理，及當判斷結果為需要對變壓器進行處理時，生成對變壓器的處理資訊，該處理資訊包括該變壓器的編號，對變壓器的處理方式，處理變壓器的原因，以通知相關人員對變壓器的相關電路進行關閉或連接處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器監控系統，其中，所述變壓資料還包括通過變壓器的電壓、變壓器的有功功率及變壓器的功率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器監控系統，其中，所述變壓器監控伺服器包括：讀取模組，用於讀取資料轉換器傳送過來的變壓資料； 判斷模組，用於判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器的電流之和是否達到單個變壓器的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器進行處理；生成模組，用於當需要對變壓器進行處理時，生成對該變壓器的處理資訊；通知模組，用於將上述生成模組生成的處理資訊發送給資訊發送主機，通知該資訊發送主機將該處理資訊發送給相關人員；及儲存模組，用於將變壓資料儲存到一台資料庫伺服器中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之變壓器監控系統，其中，當相鄰的兩個變壓器的電流之和小於單個變壓器的最大電流通過量時，關閉電流較小的變壓器，並將通過該變壓器的電流轉移到另外一個變壓器上。
5. 如申請專利範圍第3項所述之變壓器監控系統，其中，所述變壓器監控伺服器為監視控制資料獲取伺服器。
6. 一種變壓器監控方法，該方法包括以下步驟：真空斷路器採集變壓器的變壓資料，所述變壓資料包括變壓器的電流，真空斷路器控制變壓器的啟動和停止，且相鄰的真空斷路器之間進行電路連接，當一個變壓器關閉時，控制該變壓器停止的真空斷路器將通過該變壓器的電流轉移到另外一個變壓器上；電錶接收真空斷路器採集的變壓資料，並將接收的變壓資料傳送給資料轉換器；資料轉換器將接收到的變壓資料傳送給變壓器監控伺服器；及變壓器監控伺服器讀取上述變壓資料，並判斷所述讀取的變壓資料中相鄰的兩個變壓器的電流之和是否達到單個變壓器的最大電流通過量，進而判斷是否需要對變壓器進行處理，及當判斷結果為需要對變壓器進行處理時，生成對變壓器的處理資訊，該處理資訊包括該變壓器的編號， 對變壓器的處理方式，處理變壓器的原因，以通知相關人員對變壓器的相關電路進行關閉或連接處理。
7. 如申請專利範圍第6項所述之變壓器監控方法，其中，所述步驟當判斷結果為需要對變壓器進行處理時，生成處理變壓器的處理資訊，以通知相關人員對變壓器進行處理包括如下步驟：生成處理該變壓器的處理資訊；將上述生成的處理資訊發送給資訊發送主機，通知該資訊發送主機將該處理資訊發送給相關人員；及將變壓資料儲存到一台資料庫伺服器中。
8. 如申請專利範圍第7項所述之變壓器監控方法，其中，所述變壓資料還包括通過變壓器的電壓、變壓器的有功功率及變壓器的功率。
9. 如申請專利範圍第7項所述之變壓器監控方法，其中，當相鄰的兩個變壓器的電流之和小於單個變壓器的最大電流通過量時，關閉電流較小的變壓器，並將通過該變壓器的電流轉移到另外一個變壓器上。
10. 如申請專利範圍第6項所述之變壓器監控方法，其中，所述變壓器監控伺服器為監視控制資料獲取伺服器。