變壓器監控系統及方法
2023-06-04 23:09:16 2
專利名稱：變壓器監控系統及方法
技術領域：
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。
背景技術：
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子降低造成能源損失；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，可通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實時監控，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。
發明內容
鑑於以上內容，有必要提供一種變壓器監控系統，其需要對變壓器的變壓數據進行分析，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。鑑於以上內容，還有必要提供一種變壓器監控方法，其需要對變壓器的變壓數據進行分析，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、數據轉換器及變壓器監控伺服器，其中所述數據轉換器通過網絡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數據，所述變壓數據包括變壓器的電流；所述電錶安裝在真空斷路器及數據轉換器之間，用於接收真空斷路器採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器；所述數據轉換器用於將接收到的變壓數據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數據，並判斷所述讀取的變壓數據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信息，以通知相關人員對變壓器進行處理。—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數據， 所述變壓數據包括變壓器的電流；電錶接收真空斷路器採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器；數據轉換器將接收到的變壓數據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數據，並判斷所述讀取的變壓數據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信息，以通知相關人員對變壓器進行處理。相較於現有技術，所述的變壓器監控系統及方法，需要對變壓器的變壓數據進行分析，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。
圖1是本發明變壓器監控系統的運行環境圖。圖2是本發明變壓器監控系統較佳實施例的功能模塊圖。圖3是本發明變壓器監控方法較佳實施例的流程圖。主要元件符號說明
變壓器10
真空斷路器20~
主真空斷路器30~
電錶40~
數據轉換器50~
變壓器監控伺服器60"
資料庫伺服器70~
信息發送主機80~
電視牆90~
讀取模塊6θΓ
判斷模塊602"
生成模塊603"
通知模塊60
存儲模塊605"
具體實施例方式如圖1所示，是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、數據轉換器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、數據轉換器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、數據轉換器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(如圖中的A1、A2、A3)通過電線與用電設備(例如，燈泡，機臺等) 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(如圖中的B1、B2、B3)通過電線與變壓器10進行電路連接，該真空斷路器20用於採集變壓器10的變壓數據，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Bl與變壓器Al的電路連接，並在真空斷路器Bl與真空斷路器B2之間進行電路連接， 則通過變壓器Al的電流完全通過變壓器A2，通過變壓器Al的電流變為零，變壓器Al停止工作。所述變壓數據包括通過變壓器10的電壓、通過變壓器10的電流、通過變壓器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還通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用於通過主真空斷路器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及數據轉換器50之間，該電錶40用於接收真空斷路器20採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器50。此外，所述電錶 40還可以安裝在主真空斷路器30與數據轉換器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數據，所述市政電網數據包括市政電網的電壓及市政電網的電流。所述數據轉換器50安裝在電錶40及變壓器監控伺服器60之間，通過網絡與電錶 40及變壓器監控伺服器60進行通信連接，實現數據交互。該數據轉換器50用於接收電錶 40採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給變壓器監控伺服器60。在本較佳實施例中，該網絡為網際網路或區域網。所述變壓器監控伺服器60用於讀取數據轉換器50所傳送的變壓數據，並根據該變壓數據，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為監視控制數據採集(Supervisory control and data acquisition, SCADA)月艮務器。 該變壓器監控伺服器60還用於讀取數據轉換器50所傳送的市政電網數據，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信息，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，其它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、信息發送主機80及電視牆 90。
其中，變壓器 監控伺服器60、資料庫伺服器70、信息發送主機80之間通過網絡可以進行數據交互。具體而言，變壓器監控伺服器60通過網絡將讀取的市政電網數據及每個變壓器10的變壓數據存儲到資料庫伺服器70中，作為歷史數據供查詢及分析。若通過變壓器10的電流過小，則變壓器監控伺服器60通過網絡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還發送通知給信息發送主機80，使信息發送主機80發送信息給相關的人員，並在與信息發送主機80相連接的電視牆90上顯示發送的信息。在本較佳實施例中，所述網絡為網際網路或區域網。所述信息發送主機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，產生處理信息並將處理信息傳送給電視牆90。該信息發送主機80還可以啟動喇叭報警、啟動警戒燈(例如，紅燈)、發送簡訊或郵件給相關人員等，該信息發送主機80 可以是個人計算機、網絡信息發送伺服器，還可以是任意其它適用的計算機。如圖2所示，是本發明變壓器監控伺服器60較佳實施例的功能模塊圖。該變壓器監控伺服器60包括讀取模塊601、判斷模塊602、生成模塊603、通知模塊604及存儲模塊 605。本發明所稱的模塊是完成一特定功能的電腦程式段，比程序更適合於描述軟體在計算機中的執行過程，因此在本發明以下對軟體描述中都以模塊描述。所述讀取模塊601用於讀取數據轉換器50傳送過來的變壓數據。具體而言，數據轉換器50將變壓數據通過網絡傳送給變壓器監控伺服器60，讀取模塊601讀取該傳送過來的變壓數據。所述判斷模塊602用於判斷所述讀取的變壓數據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的電流轉移到其它變壓器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Al、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Al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，則由信息發送主機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Bl與變壓器Al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Al 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Al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，則由信息發送主機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Bl與變壓器Al 的電路相連，使變壓器Al停止工作，並在真空斷路器Bl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Al與變壓器10的電路連接。
所述生成模塊603用於當需要對變壓器10進行處理時，生成對該變壓器10的處理信息。具體而言，若需要對某一臺變壓器10進行處理，則生成一條處理信息，該處理信息包括該變壓器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，某一條生成的處理信息的內容如下變壓器編號:A1 ； 處理方式關閉Bl與Al的電路連接，並在Bl及B2之間進行電路連接；原因:A1電流過小，利用率低。所述通知模塊604用於將上述生成模塊603生成的處理信息發送給信息發送主機 80，通知該信息發送主機80將該處理信息發送給相關人員。該信息發送主機80的進行信息發送的方式包括在電視牆90上顯示處理信息、發送簡訊或郵件給相關人員。所述存儲模塊605用於將變壓數據存儲到資料庫伺服器70中。此外，存儲模塊605 還存儲市政電網數據存儲到資料庫伺服器70中，以便於查詢市政電網數據，存儲模塊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存儲資料庫伺服器70中，以便其它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，是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實時採集變壓器10的數據，該變壓數據包括通過變壓器 10的電壓、通過變壓器10的電流、通過變壓器10的有功功率及變壓器10的功率等信息等。步驟S20，電錶40通過網絡接收該真空斷路器20所採集的變壓數據並將所接收的變壓數據通過網絡傳送給數據轉換器50。步驟S30，讀取模塊601讀取數據轉換器50傳送過來的變壓數據。步驟S40，判斷模塊602判斷所述讀取的變壓數據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，若所述讀取的變壓數據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。若所述讀取的變壓數據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，生成模塊603生成對變壓器10的處理信息。具體而言，若需要對某一臺變壓器10進行處理，則生成一條處理該變壓器10的處理信息，該處理信息中包括該變壓器 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，某一條生成的處理信息的內容如下變壓器編號:A1 ；處理方式關閉Bl與Al的電路連接，並在Bl及B2之間進行電路連接；原因:A1電流過小，利用率低。步驟S60，通知模塊604將上述生成模塊603所生成的處理信息發送給信息發送主機80，通知該信息發送主機80將該處理信息發送給相關人員。該信息發送主機80的信息發送方式包括在電視牆90上顯示處理信息、發送簡訊或郵件給相關人員。步驟S70，存儲模塊605將所述變壓數據存儲到資料庫伺服器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接收到數據轉換器50所傳送的變壓數據後，通過存儲模塊605將該變壓數據直接存儲到資料庫伺服器70中。此外， 存儲模塊605還存儲市政電網數據存儲到資料庫伺服器70中，以便於查詢市政電網數據。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種變壓器監控系統，其特徵在於，該系統包括真空斷路器、電錶、數據轉換器及變壓器監控伺服器，其中所述數據轉換器通過網絡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數據，所述變壓數據包括變壓器的電流；所述電錶安裝在真空斷路器及數據轉換器之間，用於接收真空斷路器採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器；所述數據轉換器用於將接收到的變壓數據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數據，並判斷所述讀取的變壓數據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信息，以通知相關人員對變壓器進行處理。
2.如權利要求1所述的變壓器監控系統，其特徵在於，所述變壓器監控伺服器包括 讀取模塊，用於讀取數據轉換器傳送過來的變壓數據；判斷模塊，用於判斷所述讀取的變壓數據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；生成模塊，用於當需要對變壓器進行處理時，生成對該變壓器的處理信息； 通知模塊，用於將上述生成模塊生成的處理信息發送給信息發送主機，通知該信息發送主機將該處理信息發送給相關人員；及存儲模塊，用於將變壓數據存儲到一臺資料庫伺服器中。
3.如權利要求2所述的變壓器監控系統，其特徵在於，所述變壓數據還包括通過變壓器的電壓、通過變壓器的有功功率及變壓器的功率。
4.如權利要求2所述的變壓器監控系統，其特徵在於，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.如權利要求1所述的變壓器監控系統，其特徵在於，所述變壓器監控伺服器為監視控制數據採集伺服器。
6.一種變壓器監控方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟真空斷路器採集變壓器的變壓數據，所述變壓數據包括變壓器的電流； 電錶接收真空斷路器採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器； 數據轉換器將接收到的變壓數據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數據，並判斷所述讀取的變壓數據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信息，以通知相關人員對變壓器進行處理。
7.如權利要求6所述的變壓器監控方法，其特徵在於，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信息，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信息；將上述生成的處理信息發送給信息發送主機，通知該信息發送主機將該處理信息發送給相關人員；及將變壓數據存儲到一臺資料庫伺服器中。
8.如權利要求7所述的變壓器監控方法，其特徵在於，所述變壓數據還包括通過變壓器的電壓、通過變壓器的有功功率及變壓器的功率。
9.如權利要求7所述的變壓器監控方法，其特徵在於，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.如權利要求6所述的變壓器監控方法，其特徵在於，所述變壓器監控伺服器為監視控制數據採集伺服器。
全文摘要
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數據，所述變壓數據包括變壓器的電流；電錶接收真空斷路器採集的變壓數據，並將接收的變壓數據傳送給數據轉換器；數據轉換器將接收到的變壓數據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數據，並判斷所述讀取的變壓數據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信息，以通知相關人員對變壓器進行處理。本發明還提供一種變壓器監控系統。利用本發明可及時通知相關人員關閉利用率低的變壓器，進而降低變壓器的能耗，提高監控效率。
文檔編號H02J13/00GK102222977SQ20101014684
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者何冰玉, 熊偉, 王志麒, 詹中根 申請人:捷達世軟體(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司