一种变电站主变铁芯电流在线监测方法及系统与流程

本发明涉及电流监测，具体为一种变电站主变铁芯电流在线监测方法及系统。

背景技术：

1、目前，变压器铁芯接地检查3个月进行1次铁芯、夹件接地电流测量，两次预防性试验间隔时间较长，突发的接地电流超限故障难以发现。同时，传统测试方法需要戴绝缘手套，站在绝缘垫上，不能触及其他地方，以防短路或接地，在观察表计时，要时刻注意保持安全距离；并且测量要求接地电流时需要开口较大的钳表，这类钳表存在精度差、打开口用力大；从而导致工作人员的测试难度大，安全性低的问题。

2、其存在突发的接地电流超限故障难以被发现、需要人员佩戴绝缘手套站在绝缘垫上、需要开口较大的钳表等问题，从而使得人员安全系数低、测量精度差、无法实现无人值守。因此，亟需一种变电站主变铁芯电流在线监测方法解决上述问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明解决的技术问题是：现有的变电站主变铁芯电流在线监测方法主要依赖于人工判断和简单的峰值电流监测，无法实时、准确地反应设备状态和预测可能的故障，以及如何实现电力系统的高效、智能管理和运维的优化问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种变电站主变铁芯电流在线监测方法，包括：初始化设备，通过无线通讯单元进行通信；通过传感器实时监测变压器的铁芯接地电流和夹件接地电流；对收集到的电流数据进行多级分析处理；将经过处理后的电流数据上传至物联网平台，实时监测电流状态；执行智能分析策略，对变压器铁芯故障进行智能辅助分析。

5、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述初始化设备包括设备挂载安装在端子箱立柱或安装在端子箱内部，电流传感器分别安装在铁芯、夹件接地夹片上，通过护线套管保护电流传感器与设备主体间的走线；检测设备的环境需求，若设备有特殊环境需求，将设备安装在满足特殊环境需求的端子箱内部；对于没有特殊环境需求的设备，检测设备的大小和端子箱的空间，若设备小于预设设备阈值且端子箱内部空间大于空间阈值，将设备安装在端子箱内部；对于设备大于预设设备阈值或端子箱内部空间小于端子箱内部空间大于空间阈值的情况，判断设备的挂载方式，若设备具备自我平衡的能力，将设备安装在端子箱立柱上；若设备不具备自我平衡的能力，检查端子箱的立柱是否有额外的支撑设施，若存在额外的支撑设施，将设备与支撑设施一起安装在端子箱立柱上；若立柱没有额外的支撑设施，将设备安装在距离端子箱底部20cm区域内。

6、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述无线通讯单元进行通信包括使用lora通讯用户在终端设置设备端的地址号与多级中继点，终端将通过lora按照地址编号，对下属设备端进行数据访问；用户在终端上设置各个设备端的地址号与中继点，终端通过lora通讯向所有设备发送配置信息，设备接收到配置信息后会发送确认信息回终端，在此范围内，由终端直接覆盖的设备为第一设备端；若终端设备距离大于预设第一阈值，设置一级中继点，设备为第二设备端，选择距离第一设备端最近的设备作为一级中继点，一级中继点设备在完成自身的检测监控任务的同时，收集第二设备端的数据，将数据反馈给终端，一级中继点设备在收集完数据后，向第二设备端发送数据收集完成的确认信息，在数据成功反馈给终端后，发送数据上传完成的确认信息；若终端设备无法通过一级中继点直接覆盖且距离大于预设第二阈值，设置二级中继点，设备为第三设备端，选择距离一级中继点最近的设备作为二级中继点，二级中继点设备将第三设备端的数据收集，打包发送给一级中继点，再由一级中继点反馈给终端，二级中继点设备在收集并发送数据后，向第三设备端发送数据收集完成的确认信息，并在数据成功通过一级中继点反馈给终端后，发送数据上传完成的确认信息。

7、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述传感器实时监测包括考虑正常和故障状态下电流存在较大跨度范围的情况，采用宽量程的传感器，并对采样电流进行多级处理，将小电流和大电流进行多级分析处理。

8、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述多级分析处理包括选用方形传感器，将采集的电流转换成电压信号，经过放大得到一级放大信号，所述一级放大信号进行最大负载下的电流采集，正常工作状态下，电流为小信号，一级信号进行二级放大，将得到的二级放大信号送入单片机，检测正常工作状态下的电流，单片机内部经过算法验算，从一级放大和二级放大信号自动选取，校准后得出准确的电流数据。

9、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述实时监测电流状态包括将电流数据上传至物联网平台，通过数据可视化界面，实时查看电流状态执行智能分析策略；所述电流状态包括电流的频率分析，波形分析和谐波含量分析。

10、作为本发明所述的变电站主变铁芯电流在线监测方法的一种优选方案，其中：所述智能分析策略包括频率分析：对电流数据进行傅里叶变换，得到电流信号在不同频率下的幅值，同时进行电流波形的实时监控，检测电流波形的突变和周期性失真，再对电流信号进行谐波分析，检查谐波含量，整合分析结果，形成判别指标。

11、所述判别指标表示为，

12、s＝aa+bb+cc

13、

14、

15、

16、其中，s表示综合评分，a、b、c分别表示权重系数，a表示频率异常得分，fft(in)表示电流i的傅里叶变换结果，n表示电流采样点的数量，n表示频率样本点的序号，b表示波形异常得分，σ表示电流波形的标准偏差，μ表示电流波形的平均值，c表示谐波异常得分，ih表示每个谐波分量的电流值，itotal表示所有谐波电流值的和，h表示谐波的数量，h表示谐波的阶数。

17、若s小于判别阈值t1，判定设备处于正常状态，生成台账，记录电流数据、频率分析结果、波形分析结果以及谐波分析结果，并将这些信息发送至物联网平台中的数据集中，更新数据集信息，自动评估设备的运行效率，将优化建议发送至维护团队；若s大于等于t1且小于判别阈值t2，判定设备处于预警状态，生成预警报告，所述预警报告包括电流数据图表，频率、波形和谐波分析的结果，将报告发送给维护团队请求远程诊断，启动预警模式；若s大于等于判别阈值t2，判定设备处于故障状态，立即停止设备运行，向维护团队发送紧急报告，所述包紧急报告括设备的电流数据、设备的最近维护记录，推荐的维修措施，自动调度维护人员进行紧急维修。

18、本发明的另外一个目的是提供一种变电站主变铁芯电流在线监测系统，其能通过物联网平台对电流数据进行实时监控和分析，解决了现有方法在数据处理、设备状态判断和预警报告生成等环节中的延时和不准确的问题。

19、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种变电站主变铁芯电流在线监测系统，包括：初始化模块、数据采集模块、数据传输模块、智能分析模块以及设备状态判别模块；所述初始化模块用于执行设备的初始化设置和安装，选择设备的位置和无线通讯单元的配置；所述数据采集模块用于实时监测变压器的铁芯接地电流和夹件接地电流，并进行信号处理，生成电流数据；所述数据传输模块用于将生成的电流数据上传至物联网平台；所述智能分析模块用于执行智能分析策略，对变压器铁芯故障进行智能辅助分析，并生成判别指标；所述设备状态判别模块用于根据生成的判别指标，判断设备的运行状态，并根据判断结果执行相应的操作。

20、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述变电站主变铁芯电流在线监测方法的步骤。

21、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述变电站主变铁芯电流在线监测方法的步骤。

22、本发明的有益效果：本发明提供的变电站主变铁芯电流在线监测方法有效的解决了铁芯、夹件接地线全天候监控问题，还提升一线工作人员安全生产系数，为今后变电站的少人值守甚至无人值守的建设提供一种远程智能监控方法，推动智能电网深化建设的进程，对变压器铁芯相关故障进行智能辅助分析，从而帮助提高电网安全稳定性。