一种基于数据处理的变压器电力故障预测系统的制作方法

1.本发明涉及故障预警技术领域，具体为一种基于数据处理的变压器电力故障预测系统。


背景技术：

2.变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯；主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等；目前，变压器随着社会的发展，得到广泛的应用，但是，在变压器的使用过程中，往往会出现变压器的故障，从而影响正常的工作效率，常见的故障检测是对应的技术人员通过多个检测设备对变压器进行监测，然后依据技术人员的经验进行判断损坏的原因，且往往在损坏后才能发现部件损坏，耗费人力资源，且降低工作效率，无法依据一个监测平台对变压器的运行状况进行分析，从而依据状态分析的数据进行提前预警，增加变压器运行的安全性，提高工作效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于数据处理的变压器电力故障预测系统，是通过对变压器的运行状态的数据采集，从而对变压器的各类运行数据进行数值转化，将变压器的各类数据状态通过一个展示值进行表示，增加变压器运行状态的直观性，便于提取变压器运行状态相关的评价数值，通过对变压器的电力运行进行数据分析和计算，从而分析出变压器的各类数据在不同时间点受到的影响数值，并依据影响数值计算出电力运行的评价转化值，依据电力运行的评价转化值与运行状态数据进行安全数值计算，从而对变压器的实际情况进行判断，对变压器进行提前预警，从而增加变压器使用时的稳定性，节省预警分析所消耗的时间，提高工作效率。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据处理的变压器电力故障预测系统，包括变压电力管控平台，所述变压电力管控平台内部设置有变压频噪处理单元、电力运行计算单元以及安全预警单元；所述变压电力管控平台生成频噪信号并传输至变压频噪处理单元，通过变压频噪处理单元对变压器的状态进行数据的处理，从而判定变压器的运行状态是否异常，计算出震动状态值以及噪音状态值；所述变压电力管控平台生成电运信号并传输至电力运行计算单元，通过电力运行计算单元对变压器的电力运行进行采集处理，从而将变压器的电力进行数值转化，并计算出电力运行评价转化值；所述变压电力管控平台生成预警信号并传输至安全预警单元，通过安全预警单元对变压器的状态以及运行电力变化进行数值计算，并依据数值计算的结果判定变压器的安全状态，生成变压安全信号、变压预警信号以及损坏警报信号，并在变压电力管控平台显示。
5.进一步的，所述变压频噪处理单元依据频噪信号对变压器进行状态数据采集以及分析操作，状态数据采集以及分析操作的具体操作过程为：采集型号数据、震频数据、时间数据以及噪音数据；依据型号数据提取对应的时间数据、震频数据以及噪音数据，依据不同时间数据将对应的若干个震频数据进行均值计算，计算出震频均值，将震频均值与若干个震频数据进行差值计算，计算出若干个震频差值，将若干个震频差值分别与震频阈值进行差值计算，计算出若干个震频阈差值，并对震频阈差值进行正负值标记，将大于等于零的震频阈差值标定为异常值，将小于零的震频阈差值标定为正常值，识别出异常值出现的次数并标记为异常次数据，识别出若干个震频数据的个数并标定为震频次数据，将异常次数据与震频次数据进行占比计算，计算出震频异常占比值；将若干个震频差值进行均值计算，计算出震频均差值，将若干个震频差值与震频均差值进行差值计算，计算出若干个震频偏差值，将若干个震频偏差值进行均值计算，计算出震频偏差均值；依据震频异常占比值以及震频偏差均值的计算方法，对噪音数据进行处理，计算出噪音异常占比值以及噪音偏差均值；提取震频偏差均值、噪音偏差均值、震频异常占比值以及噪音异常占比值，依据震频偏差均值、噪音偏差均值、震频异常占比值以及噪音异常占比值进行变压器状态异常处理，计算出震动状态值以及噪音状态值；型号数据表示为每个变频器的型号，震频数据表示为变频器在每个时间点运行时震动的频率，时间数据表示为变频器在运行时的时间，噪音数据表示为变频器在运行时发出的声音大小。
6.进一步的，噪音异常占比值以及噪音偏差均值的计算方法具体为：依据不同时间数据将对应的若干个噪音数据进行均值计算，将噪音均值与若干个噪音数据进行差值计算，计算出若干个噪音差值，将若干个噪音差值分别与噪音阈值进行差值计算，计算出若干个噪音阈差值，并对噪音阈差值进行正负值标记，将大于等于零的噪音阈差值标定为异音值，将小于零的噪音阈差值标定为正音值，识别出异音值出现的次数并标记为异音次数据，识别出若干个噪音数据的个数并标定为噪音次数据，将异音次数据与噪音次数据进行占比计算，计算出噪音异常占比值；将若干个噪音差值进行均值计算，计算出噪音均差值，将若干个噪音差值与噪音均差值进行差值计算，计算出若干个噪音偏差值，将若干个噪音偏差值进行均值计算，计算出噪音偏差均值。
7.进一步的，所述电力运行计算单元依据电运信号对变压器电力的运行进行运行安全处理操作，运行安全处理操作的具体操作过程为：采集产热数据、风力数据、环温数据、变温数据以及湿度数据；产热数据表示为变压器运行时设备的产热大小，将产热数据标记为cri，i的取值为正整数，风力数据表示为变压器运行时周边环境的风力大小，将风力数据标记为fli，i的取值为正整数，环温数据表示为变压器运行时周边的环境温度大小，将环温数据标记为hwi，i的取值为正整数，变温数据表示为变压器运行时自身的温度变化，将变温数据标记为bwi，i的取值为正整数，湿度数据表示为变压器在运行时的湿度，将湿度数据标记为sdi，i
的取值为正整数；依据型号数据以及对应的时间数据，提取对应的产热数据、风力数据、环温数据、变温数据以及湿度数据，依据时间数据将若干个时间点的环温数据，将环温数据进行均值计算，计算出环温均值，将环温均值与若干个环温数据进行差值计算，计算出若干个环温差值，将环温差值与环温安全阈值进行比对，当环温差值大于等于环温安全阈值时，则提取对应的环温差值对应的时间点以及环温差值，并将对应的环温差值对应的时间点以及环温差值分别标定为环温影响时间点以及影响环温值；依据环温影响时间点以及影响环温值的计算方法，对产热数据、风力数据、变温数据以及湿度数据进行处理，计算出产热影响时间点以及影响产热值、风力影响时间点以及影响风力值、变温影响时间点以及影响变温值、湿度影响时间点以及影响湿度值；提取环温影响时间点、影响环温值、产热影响时间点、影响产热值、风力影响时间点、影响风力值、变温影响时间点、影响变温值、湿度影响时间点以及影响湿度值，将环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点进行时间点匹配计算，计算出电力运行评价转化值。
8.进一步的，进行时间点匹配计算的具体过程为：当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中没有任何两个时间点重合时，则判定无异常时间点重合，生成无重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组两个时间点重合时，生成一级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组三个时间点重合时，生成二级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组四个时间点重合时，生成三级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组五个时间点重合时，生成四级重合信号；将无重合信号、一级重合信号、二级重合信号、三级重合信号、四级重合信号标定为识别号cha，a=1，2，3.......5，并对无重合信号、一级重合信号、二级重合信号、三级重合信号、四级重合信号进行影响赋值，重合影响值为mina，a=1，2，3......5；将电力运行评价转化值标记为，将影响环温值标记为，将影响产热值标记为，将影响风力值标记为，将影响变温值标记为，将影响湿度值标记为，将影响环温值、影响产热值、影响风力值、影响变温值以及影响湿度值的评价转化权重系数依次标记为e1-e5，将重合影响值标记为mina；依据电力运行评价转化值计算式：
计算出电力运行评价转化值。
9.进一步的，所述安全预警单元依据预警信号对变压器的运行状态以及运行电力进行设备预警操作，设备预警操作的具体操作过程为：提取震动状态值以及噪音状态值，并震动状态值以及噪音状态值进行差值计算以及求和计算，计算出状态差值以及状态总值，且计算之前进行钢量统一；将状态差值与状态阈值进行比对，当状态差值小于状态阈值，则判定两个状态差距小，生成一同信号，当状态差值大于等于状态阈值，则判定两个状态差距大，生成一异信号；将状态总值与安全阈值进行比对，当状态总值小于等于安全阈值，则判定两个状态差距小，生成二同信号，当状态总值大于安全阈值，则判定两个状态差距大，生成二异信号；将一同信号以及一异信号依次赋值为：x1和x2，将二同信号以及二异信号依次赋值为r1和r2，将x1和x2标记为xc，c=1，2，将r1和r2标记为rv，v=1，2；将电力运行评价转化值与xc和rv带入到计算式：，pj表示为变压计算值；将变压计算值与安全范围阈值进行比对，当变压计算值小于安全范围阈值的最小值时，则判定变压器安全，生成变压安全信号，当变压计算值属于安全范围阈值时，则判定变压器存在安全隐患，生成变压预警信号，当变压计算值大于安全范围阈值的最大值时，则判定变压器存在损坏，生成损坏警报信号；将变压安全信号、变压预警信号以及损坏警报信号在变压电力管控平台进行显示，并发出提示。
10.本发明的有益效果如下：本发明是通过对变压器的运行状态的数据采集，从而对变压器的各类运行数据进行数值转化，将变压器的各类数据状态通过一个展示值进行表示，增加变压器运行状态的直观性，便于提取变压器运行状态相关的评价数值，通过对变压器的电力运行进行数据分析和计算，从而分析出变压器的各类数据在不同时间点受到的影响数值，并依据影响数值计算出电力运行的评价转化值，依据电力运行的评价转化值与运行状态数据进行安全数值计算，从而对变压器的实际情况进行判断，对变压器进行提前预警，从而增加变压器使用时的稳定性，节省预警分析所消耗的时间，提高工作效率。
附图说明
11.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
12.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
13.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
14.请参阅图1所示，本发明为一种基于数据处理的变压器电力故障预测系统，包括变压电力管控平台、变压频噪处理单元、电力运行计算单元以及安全预警单元；变压频噪处理单元、电力运行计算单元以及安全预警单元均设置在变压电力管控平台内部，且变压频噪处理单元、电力运行计算单元以及安全预警单元相互之间通信连接；变压电力管控平台生成频噪信号并传输至变压频噪处理单元，变压频噪处理单元依据频噪信号对变压器进行状态数据采集以及分析操作，状态数据采集以及分析操作的具体操作过程为：采集到每个变频器的型号并标定为型号数据，采集到变频器在每个时间点运行时震动的频率标定为震频数据，将震频数据标记为zdi，i的取值为正整数，采集到变频器在运行时的时间并标定为时间数据，将时间数据标记为sji，i的取值为正整数，采集到变频器在运行时发出的声音大小并标定为噪音数据，将噪音数据标记为zyi，i的取值为正整数；依据型号数据提取对应的时间数据、震频数据以及噪音数据，依据不同时间数据将对应的若干个震频数据带入到均值计算式：且n的取值为正整数，计算出震频均值，将震频均值与若干个震频数据进行差值计算，计算出若干个震频差值，将若干个震频差值分别与震频阈值进行差值计算，计算出若干个震频阈差值，并对震频阈差值进行正负值标记，将大于等于零的震频阈差值标定为异常值，将小于零的震频阈差值标定为正常值，识别出异常值出现的次数并标记为异常次数据，识别出若干个震频数据的个数并标定为震频次数据，将异常次数据与震频次数据进行占比计算，计算出震频异常占比值；将若干个震频差值进行均值计算，计算出震频均差值，将若干个震频差值与震频均差值进行差值计算，计算出若干个震频偏差值，将若干个震频偏差值进行均值计算，计算出震频偏差均值；依据不同时间数据将对应的若干个噪音数据带入到均值计算式：，计算出噪音均值，且n的取值为正整数，将噪音均值与若干个噪音数据进行差值计算，
计算出若干个噪音差值，将若干个噪音差值分别与噪音阈值进行差值计算，计算出若干个噪音阈差值，并对噪音阈差值进行正负值标记，将大于等于零的噪音阈差值标定为异音值，将小于零的噪音阈差值标定为正音值，识别出异音值出现的次数并标记为异音次数据，识别出若干个噪音数据的个数并标定为噪音次数据，将异音次数据与噪音次数据进行占比计算，计算出噪音异常占比值；将若干个噪音差值进行均值计算，计算出噪音均差值，将若干个噪音差值与噪音均差值进行差值计算，计算出若干个噪音偏差值，将若干个噪音偏差值进行均值计算，计算出噪音偏差均值；提取震频偏差均值、噪音偏差均值、震频异常占比值以及噪音异常占比值，依据震频偏差均值、噪音偏差均值、震频异常占比值以及噪音异常占比值进行变压器状态异常处理，变压器状态异常处理的具体过程为：将震频偏差均值以及震频异常占比值带入到计算式：震动状态值=震频异常占比值
±
震频偏差均*震动权重系数；将噪音偏差均值以及噪音异常占比值带入到计算式：噪音状态值=噪音偏差均值*噪音权重系数
±
噪音异常占比值；变压电力管控平台生成电运信号并传输至电力运行计算单元，电力运行计算单元依据电运信号对变压器电力的运行进行运行安全处理操作，运行安全处理操作的具体操作过程为：采集到变压器运行时设备的产热大小并标定为产热数据，将产热数据标记为cri，i的取值为正整数，采集到变压器运行时周边环境的风力大小并标定为风力数据，将风力数据标记为fli，i的取值为正整数，采集到变压器运行时周边的环境温度大小并标定为环温数据，将环温数据标记为hwi，i的取值为正整数，采集到变压器运行时自身的温度变化并标定为变温数据，将变温数据标记为bwi，i的取值为正整数，采集到变压器在运行时的湿度并标定为湿度数据，将湿度数据标记为sdi，i的取值为正整数；依据型号数据以及对应的时间数据，提取对应的产热数据、风力数据、环温数据、变温数据以及湿度数据，依据时间数据将若干个时间点的环温数据，将环温数据进行均值计算，计算出环温均值，将环温均值与若干个环温数据进行差值计算，计算出若干个环温差值，将环温差值与环温安全阈值进行比对，当环温差值大于等于环温安全阈值时，则提取对应的环温差值对应的时间点以及环温差值，并将对应的环温差值对应的时间点以及环温差值分别标定为环温影响时间点以及影响环温值；依据时间数据将若干个时间点的产热数据，将产热数据进行均值计算，计算出产热均值，将产热均值与若干个产热数据进行差值计算，计算出若干个产热差值，将产热差值与产热安全阈值进行比对，当产热差值大于等于产热安全阈值时，则提取对应的产热差值对应的时间点以及产热差值，并将对应的产热差值对应的时间点以及产热差值分别标定为产热影响时间点以及影响产热值；依据时间数据将若干个时间点的风力数据，将风力数据进行均值计算，计算出风力均值，将风力均值与若干个风力数据进行差值计算，计算出若干个风力差值，将风力差值与风力安全阈值进行比对，当风力差值大于等于风力安全阈值时，则提取对应的风力差值对应的时间点以及风力差值，并将对应的风力差值对应的时间点以及风力差值分别标定为
风力影响时间点以及影响风力值；依据时间数据将若干个时间点的变温数据，将变温数据进行均值计算，计算出变温均值，将变温均值与若干个变温数据进行差值计算，计算出若干个变温差值，将变温差值与变温安全阈值进行比对，当变温差值大于等于变温安全阈值时，则提取对应的变温差值对应的时间点以及变温差值，并将对应的变温差值对应的时间点以及变温差值分别标定为变温影响时间点以及影响变温值；依据时间数据将若干个时间点的湿度数据，将湿度数据进行均值计算，计算出湿度均值，将湿度均值与若干个湿度数据进行差值计算，计算出若干个湿度差值，将湿度差值与湿度安全阈值进行比对，当湿度差值大于等于湿度安全阈值时，则提取对应的湿度差值对应的时间点以及湿度差值，并将对应的湿度差值对应的时间点以及湿度差值分别标定为湿度影响时间点以及影响湿度值；且上述所有阈值均为预设值；提取环温影响时间点、影响环温值、产热影响时间点、影响产热值、风力影响时间点、影响风力值、变温影响时间点、影响变温值、湿度影响时间点以及影响湿度值，将环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点进行时间点匹配：当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中没有任何两个时间点重合时，则判定无异常时间点重合，生成无重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组两个时间点重合时，生成一级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组三个时间点重合时，生成二级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组四个时间点重合时，生成三级重合信号；当环温影响时间点、产热影响时间点、风力影响时间点、变温影响时间点以及湿度影响时间点中有一组或多组五个时间点重合时，生成四级重合信号；将无重合信号、一级重合信号、二级重合信号、三级重合信号、四级重合信号标定为识别号cha，a=1，2，3.......5，并对无重合信号、一级重合信号、二级重合信号、三级重合信号、四级重合信号进行影响赋值，重合影响值为mina，a=1，2，3......5；依据电力运行评价转化值计算式：其中， 表示为电力运行评价转化值，表示为影响环温值，表示为影响产热值，表示为影响风力值，表示为影响变温值，表示为影响湿度值，e1-e5分别表示为影响环温值、影响产热值、影响风力值、影响变温值以及影响湿度值的评
价转化权重系数，mina表示为重合影响值，f1-f5、n1-n5的取值均为正整数；变压电力管控平台生成预警信号并传输至安全预警单元，安全预警单元依据预警信号对变压器的运行状态以及运行电力进行设备预警操作，设备预警操作的具体操作过程为：提取震动状态值以及噪音状态值，并震动状态值以及噪音状态值进行差值计算以及求和计算，计算出状态差值以及状态总值，且计算之前进行钢量统一；将状态差值与状态阈值进行比对，当状态差值小于状态阈值，则判定两个状态差距小，生成一同信号，当状态差值大于等于状态阈值，则判定两个状态差距大，生成一异信号；将状态总值与安全阈值进行比对，当状态总值小于等于安全阈值，则判定两个状态差距小，生成二同信号，当状态总值大于安全阈值，则判定两个状态差距大，生成二异信号；将一同信号以及一异信号依次赋值为：x1和x2，将二同信号以及二异信号依次赋值为r1和r2，将x1和x2标记为xc，c=1，2，将r1和r2标记为rv，v=1，2；将电力运行评价转化值与xc和rv带入到计算式：，pj表示为变压计算值；将变压计算值与安全范围阈值进行比对，当变压计算值小于安全范围阈值的最小值时，则判定变压器安全，生成变压安全信号，当变压计算值属于安全范围阈值时，则判定变压器存在安全隐患，生成变压预警信号，当变压计算值大于安全范围阈值的最大值时，则判定变压器存在损坏，生成损坏警报信号；将变压安全信号、变压预警信号以及损坏警报信号在变压电力管控平台进行显示，并发出提示。
15.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。