一种变压器场景化监测终端系统的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程信息化管理技术领域，特别涉及一种变压器场景化监测终端系统。


背景技术：

2.随着“智慧水利”的建设，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，要求全面推进加快构建具有预报、预警等功能的智慧水利体系。
3.目前，部分水利工程变电所感知数据覆盖面不足，数据关联性、稳定性分析不足；变电所可视化管理、数据记录功能不全面、告警功能单一；设备状态评价体系不健全，变配电系统的温湿度监测手段不全；变电所的安全运行主要还依赖现场管理人员的检查和判断；自动监控系统功能界面互动性不足，数字化场景、智慧化模拟建设有待提高。
4.国家知识产权局授权公告的公告号为cn206259754u，名称为“一种用于智能配电网的配电变压器监测装置”，通过三相电流传感器、三相电压传感器、温度传感及采集模块分别采集三相电流信号、三相电压信号、配电变压器的温度信号，并将采集的信号送入cpu模块，cpu模块将接收到的信号在触摸显示屏上显示出来，同时将信号经3g模块传送至智能配电网监控后台。然而，其监测数据不全面，不能适应水利系统中的变压器场景化监测。


技术实现要素：

5.本实用新型针对以上问题，提供了一种变压器场景化监测终端系统。
6.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：包括监测终端、变压器监测模块、视频监视模块、报警报表模块和温度曲线查询模块，
7.所述变压器监测模块、视频监视模块、报警报表模块和温度曲线查询模块分别连接监测终端，
8.所述变压器监测模块用于通过plc系统连接变压器高低压侧电气设备位置开关、变压器振动特性在线监测传感器及电力综合智能仪表，
9.所述视频监视模块用于通过热成像双光谱网络智能球形摄像机采集变压器实时视频及温度；
10.所述报警报表模块用于通过微机保护装置连接变压器高低压侧设备电压／电流互感器、瓦斯继电器、油位继电器、压力释放阀；
11.所述温度曲线查询模块用于查询变压器室内环境温湿度曲线和变压器顶层油温曲线。
12.所述监测终端包括hmi人机界面。
13.所述电气设备位置开关安装在变压器高低压侧真空断路器或配电柜上。
14.所述变压器振动特性在线监测传感器和压力释放阀分别安装在变压器油箱上。
15.所述电力综合智能仪表安装在配电柜内。
16.所述热成像双光谱网络智能球形摄像机安装在变压器室内。
17.所述微机保护装置安装在配电柜内。
18.所述瓦斯继电器安装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内。
19.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
20.1、可对变压器运行环境进行智能化、实时分析，设备状态等安全事件进行有效防范预警。通过采集变压器实时视频及相关部位温度数据，强化变电所核心设备的温度感知、动态监测、数据分析功能，减低了人工式巡检在危险作业区作业的风险性，提高了电力系统的监控测量效率。
21.2、实现变压器运行工况统一页面可视化组态配置、面向多数据源的数据分析接入和面向全终端场景的可视化数据展示功能,对汇集的多源数据进行统一、多向交互、实现采样数据和状态参数的共享，提高工程管理可视化水平，增加感知数据覆盖面，进行全要素管控，助力调度决策，更多途径实现精密监测，数字化场景建设。
附图说明
22.图1为本实用新型的系统框图，
23.图2为变压器监测模块的结构框图，
24.图3为报警报表模块的结构框图，
25.图4为温度曲线查询模块的结构框图；
26.图中：1、hmi人机界面；2、变压器监测模块；3、视频监视模块；4、报警报表模块；5、温度曲线查询模块；6、plc系统；7、热成像双光谱网络智能球形摄像机；8、微机保护装置；9、温湿度传感器；10、智能温控仪；11、电气设备位置开关；12、振动特性在线监测传感器；13、电力综合智能仪表；14、电压/电流互感器；15、瓦斯继电器；16、油位继电器；17压力释放阀。
具体实施方式
27.本实用新型如图1-4所示，包括监测终端、变压器监测模块2、视频监视模块3、报警报表模块4、温度曲线查询模块5，
28.所述变压器监测模块2、视频监视模块3、报警报表模块4和温度曲线查询模块5分别连接监测终端，
29.所述变压器监测模块2通过plc系统6采集变压器高低压侧电气设备位置开关11的离散量、变压器振动特性在线监测传感器12及电力综合智能仪表13的数字量；
30.所述视频监视模块3通过热成像双光谱网络智能球形摄像机7采集变压器实时视频及相关部位温度数据；
31.所述报警报表模块4通过微机保护装置8采集变压器高低压侧设备电压／电流互感器14模拟量，瓦斯继电器15、油位继电器16、压力释放阀17报警开关量，实现变压器非电量保护、差动保护、高低后备保护动作实时声光报警；
32.所述温度曲线查询模块5通过智能温湿度传感器9采集的变压器室内环境温湿度、智能温控仪10采集的变压器顶层油温，自动绘制双曲线。
33.plc系统6安装在符合环境要求规定的配电柜内，配置开关量输入／输出模块、模拟量／rtd 输入模块，负责对各传感器信号进行采集处理，并对现场设备进行控制，采集的所有电气数据及开关状态等信号通过hmi人机界面1可视化。
34.电气设备位置开关11安装在变压器高低压真空断路器或配电柜上，采集断路器合闸／分闸状态、手车工作／试验位置、弹簧未储能信号、远方／现地控制位置、隔离开关分／合状态等。
35.变压器振动特性在线监测传感器12安装在变压器油箱上，采集变压器空载和负载时的振动波形及频谱数据,包括加速度值、振动速度（有效值），振动位移（振幅）值。
36.电力综合智能仪表13安装在配电柜的仪表室内，采集系统三相线／相电压、三相线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流不平衡度、电压电流相位角、正向／反向电量、谐波等电气量。
37.热成像双光谱网络智能球形摄像机7安装在变压器室内，选墙体较高位置，视野范围能够覆盖变压器室所需监视区域,对变压器运行环境、人员行为分析、设备状态等安全事件进行智能化、实时分析，通过hmi人机界面1显示变压器实时视频及相关部位温度数据，当温度越线或运行环境异常发出告警信号。
38.微机保护装置8安装在符合环境要求规定的配电柜的仪表室内，采集变压器高低压电流／电压互感器二次侧模拟量，以及瓦斯继电器、油位继电器、压力释放阀报警开关量，实现变压器非电量保护、差动保护、高低后备保护动作实时声光报警。
39.电流／电压互感器14测得三相电压、三相电流数据，用于微机保护、仪表测量、供电计量。
40.瓦斯继电器15，安装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，变压器内部故障使油分解产生气体或造成油流涌动时,气体继电器的接点动作，输出信号告警（轻瓦斯）或启动保护元件自动切除变压器（重瓦斯）并告警。
41.油位继电器16用于变压器储油柜和有载分接开关储油柜油面的指针显示，便于后续输出最低和最高极限油位的报警。
42.压力释放阀17用于变压器在油箱内部发生故障、压力升高至压力释放阀的开启压力时，输出压力释放阀动作报警，并在2ms内迅速开启,使变压器油箱内的压力很快降低。压力释放阀17安装在油箱顶部。
43.温湿度传感器9安装在变压器室内，智能温控仪10安装在变压器油箱，均采用标准modbus-rtu 通信协议，rs485信号输出，用于变压器温度曲线绘制。
44.本实用新型能够适用于各种不同的场景，采用模块化的设计，监测范围包括变压器本体及周边环境、高低压侧的电气状态等。监测的内容可因根据实际场景自由选择，可选择的内容包括高低压侧电流流向、三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数；变压器运行环境温湿度及变压器运行油温，振动频谱等非电量数据；变压器设备温度场分布、变压器状态检测、作业人员行为分析、运行环境等状态识别；变压器油位上下限、非电量保护、高、低后备保护等报警事件监测；自动绘制变压器室环境温湿度和变压器运行顶层油温。通过上述模块的自由选配实现对变压器的全天候、全时空、全场景实时监测，从而保证供电可靠性。
45.需要说明的是，本实用新型在应用中，以人机界面触摸屏为载体，具备强大的图像显示和数据处理功能，安装嵌入式组态软件。具有标准以太网口、rs232/485串口，开放式以太网通信，支持tcp，udp，iso_on_tcp，modbus tcp等多种通信协议。可与国内外主流plc通信，兼容性强大。
46.利用模块化组态构造的变压器场景化监测终端。通过对变压器运行现场数据的采集处理，以动画显示、报警报表输出、控温曲线等多种方式向用户提供解决实际问题的方案。
47.hmi人机界面的索引画面包含快捷跳转按钮，可以跳转至变压器监测、视频监视、报警报表、温度曲线查询画面。所有界面主菜单的右侧设置报警灯，当有故障发生时会有声音提示并伴随该灯红色闪烁。点击报警指示灯后，会直接跳转至报警界面供查询。
48.视频监视模块通过网络远程的方式对变压器室厂区环境、变压器外观及中性点接地刀闸状态重点观测，对变压器电力连接点、油箱等设定的温度监测目标进行连续温度记录及分析，指导检修，避免故障发生。
49.报警报表系统画面以方框分块布局形式，提供excel电子表格，可将变压器运行过程的历史报警时间及报警值等内容以表格的形式显示、查询，供值班人员追溯故障情况。
50.温度曲线查询模块自动绘制变压器室内环境温湿度与变压器顶层油温双曲线，若运行中的电力变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，提醒运行值班人员对温度异常进行分析，及时消除缺陷。
51.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。