一种基于物联网的变压器故障预警方法及系统与流程

本发明涉及变压器，具体涉及一种基于物联网的变压器故障预警方法及系统。

背景技术：

1、基于物联网的变压器故障预警是一种利用物联网技术对变压器进行实时监控和故障预警的系统，其主要目的是通过传感器实时采集变压器的运行数据，分析数据并识别潜在的故障风险，从而在故障发生之前进行预警，避免或减少因变压器故障引起的停电或其他损失。

2、对于某个区域的多个变压器来说，在每个变压器使用的时候，通过设置对应的故障预警系统来识别该区域的所有变压器的潜在故障风险，并进行报警提醒工作人员哪些变压器的可能故障，并及时的进行处理；

3、然而，若该区域发生一些意外导致某个或某些变压器需要更换，对于每个新更换的变压器，更换前的该位置变压器所对应的故障预警系统可能并不适用于更换后的该位置变压器的故障预警，导致不能够准确的识别变压器的潜在故障风险，而若对每一个新更换的变压器全部设置新的故障预警系统可能会增加管理和运行成本；且对于可以使用更换前的故障预警系统进行故障预警的变压器，随着时间的推移，更换前的故障预警系统可能已经不再适合当前更换后的变压器的故障预警，可能会导致不能够准确的识别变压器的潜在故障风险。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于解决的问题，而提出的一种基于物联网的变压器故障预警方法及系统。

2、在本发明实施的第一方面，首先提出一种基于物联网的变压器故障预警方法，所述方法包括：

3、从历史数据中提取每个更换前的变压器在未发生故障时的最后第一预设时间段内的电力数据、传感器数据和环境数据，作为第一状态数据；

4、获取每个变压器更换后的第一预设时间段内的电力数据、传感器数据和环境数据，作为第二状态数据，根据第一状态数据和第二状态数据计算该变压器的第一变化系数；

5、将第一变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整对应更换后变压器的故障预警系统；

6、对于第一变化系数小于预设变化系数阈值的每个更换后变压器，获取其在运行第二预设时间段后的老化数据，根据老化数据得到老化系数，并根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数；老化数据包括绝缘老化系数、维修间隔系数和负载变化系数；

7、将第二变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整每个更换后变压器的故障预警系统；

8、定时获取一直使用更换前故障预警系统对应的更换后变压器的老化系数，并结合第一变化系数计算当前变化系数，并将当前变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果确定是否调整对应的更换后变压器的故障预警系统。

9、可选地，第一变化系数的获取方法为：

10、根据第一状态数据和第二状态数据得到功率变化系数、传感器变化系数和温湿度变化系数，对功率变化系数、传感器变化系数和温湿度变化系数进行综合分析，得到第一变化系数。

11、可选地，功率变化系数的获取方法为：

12、获取每个更换前的变压器在未经历过意外时，最后的第一预设时间段内不同时刻的实际的电流和电压，并分别标记为v前f和i前f，f表示不同时刻实际的电流和电压的次序编号，f＝1、2、3、4、……、n，n为正整数；

13、获取对应的更换后的变压器在刚更换后的第一预设时间段内不同时刻的实际的电流和电压，并分别标记为v后f和i后f，f表示不同时刻实际的电流和电压的次序编号，f＝1、2、3、4、……、n，n为正整数；

14、计算更换前后的不同时刻的变压器的功率，计算的公式为：p前f＝i前f×v前f，p后f＝i后f×v后f；式中，p前f为更换前不同时刻的变压器的功率，p后f为更换后不同时刻的变压器的功率

15、计算功率变化系数，计算的公式为：式中，bax表示功率变化系数。

16、可选地，感器变化系数的获取方法为：

17、获取每个更换前的变压器在未经历过意外时，最后的第一预设时间段内的传感器的数量和类型，并获取对应的更换后的变压器在刚更换后的第一预设时间段内传感器的数量和类型；

18、将变压器更换前后传感器的类型进行对比，将传感器的类型不一致的传感器标记为1，传感器的类型一致的传感器标记为0，并得到1的个数，记为不一致个数；

19、计算变压器更换前后传感器的数量差值，并将数量差值和不一致个数进行加权求和，得到传感器变化系数。

20、可选地，温湿度变化系数的获取方法为：

21、获取每个更换前的变压器在未经历过意外时，最后的第一预设时间段内的平均温度和平均湿度，记为更换前温度和更换前湿度；

22、获取对应的更换后的变压器在刚更换后的第一预设时间段内的平均温度和平均湿度，记为更换后温度和更换后湿度；

23、根据更换前后的温度和湿度分别计算温度绝对差值和湿度绝对差值，并将温度绝对差值和湿度绝对差值进行加权求和，得到温湿度变化系数；

24、第一变化系数的获取方法为：

25、将功率变化系数、传感器变化系数和温湿度变化系数进行归一化处理，构建第一变化系数模型，生成第一变化系数dgf，具体公式如下：

26、

27、式中，dgf为第一变化系数，bax、dsx和hlm分别为功率变化系数、传感器变化系数和温湿度变化系数，a1、a2、a3分别为功率变化系数、传感器变化系数和温湿度变化系数的预设比例系数，且a1、a2、a3均大于0。

28、可选地，将第一变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整对应更换后变压器的故障预警系统包括：

29、将第一变化系数和预设变化系数阈值进行对比，若第一变化系数小于预设变化系数阈值，仍使用更换前的变压器故障预警系统对更换后的变压器进行故障预警；

30、若第一变化系数不小于预设变化系数阈值，立刻发出警报，对更换后的变压器重新设置故障预警系统。

31、可选地，获取每个更换后的变压器在运行第二预设时间段后的老化数据，根据老化数据得到老化系数，并根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数；

32、获取每个更换后的变压器在运行第一预设时间段后的初始绝缘电阻，并记为初始电阻，并获取运行第二预设时间段后的当前绝缘电阻，并计算初始绝缘电阻和当前绝缘电阻的绝对差值，并将绝对差值除以初始绝缘电阻，得到绝缘老化系数；

33、获取每个更换后的变压器在运行第一预设时间段后到第二预设时间段之间，变压器第一次维修的时间到最后一次维修的时间，得到维修总时间，并获取对应的维修次数，计算维修总时间和维修次数的比值，得到平均维修间隔时间；获取最后一次维修的时间到当前时间的时间间隔，得到当前维修时间间隔，并将当前维修时间间隔除以平均维修间隔时间得到维修间隔系数；

34、获取每个更换后的变压器在运行第一预设时间段后的负载和当前时刻的负载，并计算第一预设时间段后的负载和当前时刻的负载的差值，得到负载变化差值，计算负载变化差值和第一预设时间段后的负载的比值，得到负载变化系数；

35、将绝缘老化系数、维修间隔系数和负载变化系数进行加权求和，得到老化系数，并根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数。

36、可选地，根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数包括：

37、根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数，可通过以下公式：dps＝dgf×(1+lky)，式中，dps为第二变化系数，lky为老化系数，dgf为第一变化系数。

38、可选地，将第二变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整每个更换后变压器的故障预警系统包括：

39、将第二变化系数和预设变化系数阈值进行对比，若第二变化系数小于预设变化系数阈值，仍使用更换前的变压器故障预警系统对更换后的变压器进行故障预警；

40、若第二变化系数不小于预设变化系数阈值，立刻发出警报，对更换后的变压器重新设置故障预警系统。

41、在本发明实施的第二方面，提出一种基于物联网的变压器故障预警系统，包括：所述系统包括：

42、第一状态数据模块：从历史数据中提取每个更换前的变压器在未发生故障时的最后第一预设时间段内的电力数据、传感器数据和环境数据，作为第一状态数据；

43、第一变化系数模块：获取每个变压器更换后的第一预设时间段内的电力数据、传感器数据和环境数据，作为第二状态数据，根据第一状态数据和第二状态数据计算该变压器的第一变化系数；

44、第一对比模块：将第一变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整对应更换后变压器的故障预警系统；

45、第二变化系数模块：对于第一变化系数小于预设变化系数阈值的每个更换后变压器，获取其在运行第二预设时间段后的老化数据，根据老化数据得到老化系数，并根据老化系数和第一变化系数得到第二变化系数；老化数据包括绝缘老化系数、维修间隔系数和负载变化系数；

46、第二对比模块：将第二变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果调整每个更换后变压器的故障预警系统；

47、定时调整模块：定时获取一直使用更换前故障预警系统对应的更换后变压器的老化系数，并结合第一变化系数计算当前变化系数，并将当前变化系数与预设变化系数阈值进行对比，根据对比结果确定是否调整对应的更换后变压器的故障预警系统。。

48、本发明的有益效果：

49、本发明提出了一种基于物联网的变压器故障预警方法及系统，能够根据实际的情况来判断更换前变压器所对应的故障预警系统是否仍适用于更换后的该位置变压器的故障预警，在节省了管理和运行成本的同时也能够较为准确的识别更换后变压器的潜在故障风险；此外，对于仍使用更换前的故障预警系统进行故障预警的变压器，随着时间的推移，能够根据实际的情况及时的改变当前变压器的故障预警系统，使得能够准确的识别变压器的潜在故障风险，另外，能够定时的根据当前的情况判断当前变压器的故障预警系统是否需要改变，确保及时且准确的识别变压器的潜在故障风险。