[發明專利]一種變電站多參數信號采集綜合分析系統和方法

在審

• 申請號: 202110391590.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113124929A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 魏華;王亮;陳永耀;王祎朝;李迎華;劉曉波;佘建寧;張立宇;楊歡;王玉慶;張志虎;麻偉升;倪琳
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司銅川供電公司;國家電網有限公司;西安智匯電氣自動化有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05B19/042
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明公開了一種變電站多參數信號采集綜合分析系統和方法，屬于監控領域，通過電壓電流采集模塊、溫濕度采集模塊和音頻采集模塊獲取設備的電壓電流、周邊的溫度濕度、音頻信號；分析診斷單元將各參數數據整合后，獲取各參數實時數據和變壓器運行狀態信息，建立變壓器電壓、電流、音頻、振動以及周邊環境溫度、濕度、油中溶解氣體濃度的數據庫，獲得典型數據模型，并依此通過譜聚類算法提取各參數特征向量，建立特征向量庫，對實時監測數據進行分析處理，然后進行特征比對，可以評估變壓器工作狀態，判斷變壓器故障類型，定位變壓器振動源，輸出結果。該系統有助于運行人員實時掌握變壓器實際運行情況，可提高變壓器運行的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于監控領域，涉及一種變電站多參數信號采集綜合分析系統和方法。

背景技術

電網面向智能化發展，變電站需要在保證安全穩定運行的前提下實現無人值守，因此變壓器穩定可靠的運行是尤其重要的。運行人員需要對變壓器的運行狀態及參數進行監測，及時進行檢修，避免發生故障。如果變壓器發出異常聲音，而未及時采取有效措施，由變壓器故障引起的經濟損失是巨大的。

變壓器運行期間，由于變壓器鐵芯內部存在交變的磁通在鐵芯硅鋼片間產生力，會有“嗡嗡”的響聲，聲音的大小與加在變壓器上的電壓和電流成正比。正常運行中，變壓器中的鐵芯聲音應是均勻的。當變壓器處于非正常運行狀態下，可能會出現不均勻的異常聲音，如聲音比平時增大很多而又均勻、或運行中存在“叮當或沙沙”的雜音、或有“噼啪”放電聲、或有水沸的“咕嚕”聲等情況。運行人員巡視時根據聲音判斷可能出現的異常情況，判斷是否影響變壓器安全運行，必要時停役檢修處理。

引起變壓器發出異常聲音的因素很多，常見情況如下：電源電壓過高，變壓器過勵磁會導致響聲增大且尖銳；變壓器負荷變化較大會引起“哇哇”聲或“咯咯”的聲音，聲音不規律但無雜音；過負荷使變壓器發出很高而且沉重的“嗡嗡”聲；夾件或螺絲釘松動，會導致變壓器發出強烈而不均勻的噪音或有“錘擊”、“叮叮當當”、“吹風”之聲，聲音比平常大且有明顯的雜音，但電流、電壓表計又無明顯異常；繞組發生短路，變壓器油箱內會發出既大又不均勻的“噼啪”或“咕嘟咕嘟”的開水沸騰聲夾雜有爆裂聲，嚴重時會有巨大轟鳴聲；瓷件污穢嚴重或有裂紋、設備線卡接觸不良會導致變壓器發出“嘶嘶”的聲音；變壓器內部局部放電或接觸不良時，會發出“吱吱”或“噼啪”聲；分接開關不到位時，會發出“啾啾”的響聲等等。不同因素引起的故障導致變壓器有不同的聲音特征，利用這一特性，將被監測設備的聲音特征信息進行分析，可以預判設備的工作狀況，實現設備在發生故障前提前預知和排除，避免因電力設備的突然故障導致的異常電網斷電而引發的損失。

但是，現有的基于聲音特征進行設備監測存在采集的信息參數單一、故障診斷誤報率高、精度低，電力設備現場采集點部署困難、監測難度大且不穩定等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中，基于聲音特征進行設備監測存在采集的信息參數單一、故障診斷誤報率高、精度低，電力設備現場采集點部署困難、監測難度大且不穩定等缺點，提供一種變電站多參數信號采集綜合分析系統和方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種變電站多參數信號采集綜合分析系統，包括數據采集單元、分析診斷單元和數據庫優化單元；

數據采集單元包括：

電壓電流采集模塊，用于采集變電站的電壓、電流信息；

溫濕度采集模塊，用于采集變電站周圍的溫度和濕度信息；

音頻采集模塊，用于采集變電站的音頻信息；

振動采集模塊，用于采集變壓器的振動信息；

溶解氣體采集模塊，用于采集變壓器油中的溶解氣體濃度信息；