一种变压器超载防护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器超载防护系统。本发明专利技术中，在充分考虑用户的历史负荷规律的特性下，采用基于用户分类的变压器超载预警方法，当日最高变压器负荷与气候相关时，应用回归方法；当日最高变压器负荷与气候无关时，应用时间序列的方法。从而大大提高了变压器安全维护时的精确度。采用更小功率的变压器存在超载的问题，模型预警模块在检测变压器输出功率，在检测到变压器的功率超过变压的额定功率时，控制变压器的输出功率总值低于额定功率，将输出高的降下来，获取充电站输出功率，在变压器的总输出功率大于变压器的额定功率时控制变压器的输出功率总值低于额定功率，从而提高了该系统的安全稳定高效性。系统的安全稳定高效性。系统的安全稳定高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器超载防护系统


[0001]本专利技术属于变压器防护
，具体为一种变压器超载防护系统。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统中公用电力变压器通常被认为是核心的枢纽设备，其运行状况的好坏将直接影响电网系统的运行状态，变压器一旦发生故障或事故，将对用户和电力系统造成影响和危害，严重时会发生重大火灾乃至人身伤亡事故，造成巨大的经济损失。尤其是在夏季和冬季用电高峰，变压器长时间处于严重超载运行状态，不仅使变压器出力降低，而且还使得变损增大，甚至出现设备损坏的情况，不利于变压器经济安全运行。因此对公用变压器的运行状态进行提前维护，针对长时间超负荷运行的变压器，提前做出检修准备，能够大大预防和减少变压器的设备故障频率，对提高电力企业的生产效率和管理水平具有突出重要的意义。
[0003]但是常见的维护系统的功能较为单一。缺少安全预警功能，不能在实际的使用过程中起到预防的作用，从而降低了系统的安全稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种变压器超载防护系统。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种变压器超载防护系统，包括启动模块、数据采集模块、服务器模块、数据管理模块、超载预警模块、服务器监控模块、集群监控模块、数据库模块、客户端模块、监控程序模块、数据选取模块、异常数据检测与处理模块、变压器分类模块、模型预警模块，所述启动模块的输出端连接有所述数据采集模块的输入端，所述数据采集模块的输出端连接有所述服务器模块的输入端，所述服务器模块的输出端连接有所述数据管理模块的输入端，所述数据管理模块的输出端连接有所述超载预警模块的输入端，所述服务器模块的外部固定安装有服务器监控模块。
[0006]在一优选的实施方式中，所述服务器监控模块的内部设置有集群监控模块、数据库模块、客户端模块和监控程序模块，所述集群监控模块、数据库模块、客户端模块和监控程序模块的整体输出端连接有所述服务器监控模块的输入端；
[0007]所述超载预警模块的内部设置有数据选取模块、异常数据检测与处理模块、变压器分类模块和模型预警模块，所述数据选取模块、异常数据检测与处理模块、变压器分类模块和模型预警模块的整体输出端连接有所述超载预警模块的输入端。
[0008]在一优选的实施方式中，所述数据采集模块采用的PCM
‑
8208BS高速模拟量输入数据采集卡。它拥有16路单端输入通道以及16位的数据采样精度，因此能满足监测系统设计的要求，而且其所有输入端口都具备过压保护功能。在本系统应用中，为排除未使用端口对采集信号的干扰，需将未使用的A/D端口接地。PCM
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8208BS采集卡采用PC/104总线与嵌入式工控机EPC
‑
8000进行连接；所述服务器模块的软件架构可分成3层:数据链接层、实时分析层、Web发布层。
[0009]在一优选的实施方式中，所述集群监控模块将监控系统划分为以五个模块，分别为用户管理模块、监控配置管理模块、监控数据展示模块、数据采集与传输模块，资源报警模块；所述数据库模块的内部保存有用户信息，监控配置信息以及监控数据。
[0010]在一优选的实施方式中，所述客户端模块安装在集群的每个节点上，以后台守护进程的形式长期运行，来采集监控数据，并将采集得到的监控数据进行初步的过滤，存入内存中。监控客户端会定期连接监控代理程序Proxy，将采集得到的监控数据转化为XML格式发送给监控代理程序。监控客户端程序按照模块划分，分为数据采集模块和数据分发模块。数据采集模块完成监控数据的采集、过滤并存入内存的哈希表。数据发布模块定期向监控代理程序发起连接请求，连接建立以后，数据分发模块将存在内存哈希表中的监控数据转化为XML格式，然后进行数据发送；所述监控程序模块在固定的网络端口监听，当有监控客户端请求连接时，则建立连接，获取节点传送的XML文件，将数据保存到数据库。
[0011]在一优选的实施方式中，所述数据管理模块通过Socket与前置的数据采集器之间建立可靠的通讯链路，并实时获取采样数据。数据采集模块能够保证能立刻获取数据采集器间隔采集的数据，这个延时不超过1s。数据访问模块则是给企业网内部的其他用户提供访问的接口，其他用户或者管理员可以通过该接口访问或者设置系统参数。
[0012]在一优选的实施方式中，所述数据选取模块的字段选取用户名称ID、时间、负荷值变压器容量。时间点数据以天为单位，由于数据采集设备在数据采集时每间隔15min采集一次，选取日最高负荷作为当天负荷水平的衡量标准。外部数据主要用到天气数据，包含最高气温、最低气温、湿度、风速等指标。
[0013]在一优选的实施方式中，所述异常数据检测与处理模块针对负荷数据的异常情况，可采用置信区间的数理统计方法对异常数据进行判别；即负荷值有大于95％的概率在置信区间内，如果数值不在置信区间内，视为异常数据；对于不同的异常数据情况需要做不同的异常数据处理。对于异常数据的第1种情况和第2种情况，使用历史数据进行补全，即去年同期数据代替。
[0014]在一优选的实施方式中，所述变压器分类模块通过分析其用电规律发现，按照负荷是否与天气相关可以将其分为两类。对于第一类变压器，负荷与天气气温具有较强的关联度，能够通过建立回归模型对变压器负荷进行预测；对于第二类变压器，负荷与天气的关联度较弱，可以通过时间序列的方法对其进行预测。由于两类变压器的区别在于负荷数据与天气温度的关联度，使用回归模型的变压器数据随着气温的变化有很大的波动，而使用时间序列模型的变压器数据和温度没有特别大的相关性，在一年中4月～8月这段时间内温度整体趋势是逐渐上升的，11月到次年的2月这段时间温度是逐渐下降的，因此在这两个时间段内，基于回归模型的变压器数据离散程度比较大，而基于时间序列模型的变压器数据离散程度不大。
[0015]在一优选的实施方式中，所述模型预警模块通过对变量的观测数据进行统计分析，确定负荷值与气温变量之间的相关关系，从而实现预测的目的具体算法实现过程如下。
[0016]输入：变压器历史运行数据库、天气数据、未来一天的气温；
[0017]输出：未来一天的变压器预警等级。
[0018]步骤1数据处理：计算每个变压器每天的最高负荷数值；
[0019]步骤2异常数据检测与处理：若数据异常，按照数据管理模块进行数据处理；否则，
进行下一步；
[0020]步骤3根据变压器每天的最高负荷值以及当天的最高温度Temp进行回归模型建模并计算参；
[0021]步骤4根据获取到的未来一天的天气数据,运用回归模型对未来负荷load进行预测；
[0022]步骤5根据变压器容量和超载预警等级，对变压器未来一天的超载情况进行预警；
[0023]所述模型预警模块在检测变压器输出功率，在检测到变压器的功率超过变压的额定功率时，控制变压器的输出功率总值低于额定功率，将输出高的降下来。
[0024]综上所述，由于采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器超载防护系统，包括启动模块(1)、数据采集模块(2)、服务器模块(3)、数据管理模块(4)、超载预警模块(5)、服务器监控模块(6)、集群监控模块(7)、数据库模块(8)、客户端模块(9)、监控程序模块(10)、数据选取模块(11)、异常数据检测与处理模块(12)、变压器分类模块(13)、模型预警模块(14)，其特征在于：所述启动模块(1)的输出端连接有所述数据采集模块(2)的输入端，所述数据采集模块(2)的输出端连接有所述服务器模块(3)的输入端，所述服务器模块(3)的输出端连接有所述数据管理模块(4)的输入端，所述数据管理模块(4)的输出端连接有所述超载预警模块(5)的输入端，所述服务器模块(3)的外部固定安装有服务器监控模块(6)。2.如权利要求1所述的一种变压器超载防护系统，其特征在于：所述服务器监控模块(6)的内部设置有集群监控模块(7)、数据库模块(8)、客户端模块(9)和监控程序模块(10)，所述集群监控模块(7)、数据库模块(8)、客户端模块(9)和监控程序模块(10)的整体输出端连接有所述服务器监控模块(6)的输入端；所述超载预警模块(5)的内部设置有数据选取模块(11)、异常数据检测与处理模块(12)、变压器分类模块(13)和模型预警模块(14)，所述数据选取模块(11)、异常数据检测与处理模块(12)、变压器分类模块(13)和模型预警模块(14)的整体输出端连接有所述超载预警模块(5)的输入端。3.如权利要求1所述的一种变压器超载防护系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)采用的PCM
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8208BS高速模拟量输入数据采集卡；所述服务器模块(3)的软件架构可分成3层:数据链接层、实时分析层、Web发布层。4.如权利要求1所述的一种变压器超载防护系统，其特征在于：所述集群监控模块(7)将监控系统划分为以五个模块，分别为用户管理模块、监控配置管理模块、监控数据展示模块、数据采集与传输模块，资源报警模块；所述数据库模块(8)的内部保存有用户信息，监控配置信息以及监控数据。5.如权利要求1所述的一种变压器超载防护系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚伟龙，梁辉，
申请(专利权)人：广东浦尔顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：