一种变电站电力设备的自动监测预警系统与方法转让专利
申请号 : CN202111148747.8
文献号 : CN113595251B
文献日 : 2022-02-11
发明人 : 杨兆静 , 陈操 , 王海龙
申请人 : 北京智盟信通科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种变电站电力设备的自动监测预警系统,其特征在于,包括终端和服务器,所述终端包括:
音频采集单元,用以实时采集电力设备的运行声音信息并发出;
处理单元,与所述音频采集单元连接,用以接收所述音频采集单元发出的采集电力设备的运行声音信息,并从所述电力设备的运行声音信息中提取声波幅值,并判断所述声波幅值是否超出幅值阈值;
存储单元,与所述处理单元连接,用以在所述声波幅值未超出幅值阈值时,对所述电力设备的运行声音信息进行暂存;
温度采集单元,与所述处理单元连接,用以实时采集所述电力设备的温度信息,并将其采集的电力设备的温度信息发送至处理单元,所述处理单元判断所述电力设备的温度信息是否超出第一温度阈值,否,则控制存储单元对所述电力设备的温度信息暂存;
第一通信单元,与所述处理单元连接,所述处理单元以设定时间间隔控制第一通信单元将电力设备的运行声音信息和温度信息发送至服务器,并在所述声波幅值超出阈值或所述电力设备的温度信息超出温度阈值时,所述处理单元控制第一通信单元实时将电力设备的运行声音信息和温度信息发送至服务器;
所述服务器包括:
第二通信单元,用以接收所述第一通信单元发出的电力设备的运行声音信息和温度信息;
温度判别单元,用以判断电力设备的温度信息是否超出第二温度阈值;
运行声音判别单元,用以基于声音识别模型判断所述电力设备的运行声音信息中是否具有异常声音,是,则进一步计算该异常声音是由各种故障造成的置信度,并以最大的置信度作为计算结果;
预警信息生成单元,用以在所述电力设备的温度信息超出第二温度阈值或计算出的最大的置信度超出设定的第一置信度阈值时生成预警信息;
当所述最大的置信度低于设定的第一置信度阈值,且其高于设定的第二置信度阈值时,所述运行声音判别单元生成温度监测触发信号和实时采集触发信号,所述实时采集触发信号通过第二通信单元发出,所述处理单元通过第一通信单元接收实时采集触发信号,所述处理单元在接收到实时采集触发信号后的时间段n*t内控制第一通信单元将采集的电力设备的运行声音信息和温度信息实时发出,所述运行声音判别单元将温度检测触发信号发送至温度判别单元,所述温度判别单元在接收到温度监测触发信号后,在n个时间段t内对电力设备的温度信息进行监测,并计算n个时间段t内电力设备的温度变化率,具体如下:其中,RT为时间段内的电力设备温度变化率,T2为每一时间段t终止时的电力设备的温度值,T1为每一时间段t开始时的电力设备的温度值,n取值为大于1的整数;如RT为正值,且其变化率大于设定值,则所述预警信息生成单元生成预警信息。
2.根据权利要求1所述的变电站电力设备的自动监测预警系统,其特征在于,所述终端还包括环境温度采集单元,所述环境温度采集单元用以采集环境温度信息,并将所述环境温度信息发送至处理单元,所述处理单元根据环境温度信息计算第一温度阈值,具体如下:其中,Ts为第一温度阈值,T为环境温度采集单元采集的环境温度信息,K为设定的温升值。
3.根据权利要求1所述的变电站电力设备的自动监测预警系统,其特征在于,所述时间段t由以下方式计算得出:
其中,M为计算出的最大的置信度,TN为设定的时间弹性系数。
4.一种变电站电力设备的自动监测预警方法,其特征在于,包括:实时采集电力设备的运行声音信息和温度信息;
判断所述电力设备的温度信息是否超出第一温度阈值,是,则实时将电力设备的运行声音信息和温度信息发送出;
否则,从电力设备的运行声音信息中提取声波幅值,并判断所述声波幅值是否超出幅值阈值,是,则实时将电力设备的运行声音信息和温度信息发出;
否则,对所述电力设备的运行声音信息和温度信息进行暂存,并以设定时间间隔将电力设备的运行声音信息和温度信息发出;
接收发出的电力设备的运行声音信息和温度信息;
判断所述电力设备的温度信息是否超出第二温度阈值;
否,则基于声音识别模型判断所述电力设备的运行声音信息中是否具有异常声音,是,则进一步计算该异常声音是由各种故障造成的置信度,并以最大的置信度作为计算结果;
在所述电力设备的温度信息超出第二温度阈值或计算出的最大的置信度超出设定的第一置信度阈值时生成预警信息;
当所述最大的置信度低于设定的第一置信度阈值时,且其高于设定的第二置信度阈值时,在时间段n*t内对电力设备的温度信息进行监测,并计算n个时间段t内电力设备的温度变化率,具体如下:
其中,RT为时间段内的电力设备温度变化率,T2为每一时间段t终止时的电力设备的温度值,T1为每一时间段t开始时的电力设备的温度值,n取值为大于1的整数;如RT为正值,且其变化率大于设定值,则生成预警信息。
5.根据权利要求4所述的变电站电力设备的自动监测预警方法,其特征在于,采集环境温度信息,并根据环境温度信息计算第一温度阈值,具体如下:其中,Ts为第一温度阈值,T为采集的环境温度信息,K为设定的温升值。
6.根据权利要求4所述的变电站电力设备的自动监测预警方法,其特征在于,所述时间段t由以下方式计算得出:
其中,M为计算出的最大的置信度,TN为设定的时间弹性系数。
说明书 :
一种变电站电力设备的自动监测预警系统与方法
技术领域
背景技术
重到一定程度时才会无法正常运行,如果能在故障初期发现故障的存在,就能避免故障加
重导致的设备损坏。传统上,对变压器等设备的监测,依赖于人工定期巡查记录电力设备的
温度,具有相关经验的巡查人员可通过听电力设备的声音或闻电力设备的味道判断电力设
备运行是否正常。
到电力设备的温度上升有一定的时间,也就是电力设备的温度上升是滞后于故障的出现
的,单纯的从温度来判断并预警的效果一般。
的环境声音,在判断时容易受到环境中的噪音干扰,容易出现给出的预警不真实或漏掉部
分预警,因此,目前这一技术还没有推广使用开来。
发明内容
声波幅值是否超出幅值阈值;
信息是否超出第一温度阈值,否,则控制存储单元对所述电力设备的温度信息暂存;
或所述电力设备的温度信息超出温度阈值时,所述处理单元控制第一通信单元实时将电力
设备的运行声音信息和温度信息发送至服务器;
置信度作为计算结果;
述实时采集触发信号通过第二通信单元发出,所述处理单元通过第一通信单元接收实时采
集触发信号,所述处理单元在接收到实时采集触发信号后的时间段n*t内控制第一通信单
元将采集的电力设备的运行声音信息和温度信息实时发出,所述运行声音判别单元将温度
检测触发信号发送至温度判别单元,所述温度判别单元在接收到温度监测触发信号后,在n
个时间段t内对电力设备的温度信息进行监测,并计算n个时间段t内电力设备的温度变化
率,具体如下:
值,且其变化率大于设定值,则所述预警信息生成单元生成预警信息。
计算第一温度阈值,具体如下:
结果;
电力设备的温度变化率,具体如下:
值,且其变化率大于设定值,则生成预警信息。
制第一通信单元以设定时间间隔发送数据,如有异常则实时发送数据,降低负荷及流量;并
通过声音识别模型对电力设备的运行声音进行识别,如果识别得出电力设备运行信息中含
有故障造成的声音,则进一步计算其属于某种故障的置信度,当电力设备的温度超过阈值
或置信度超过较高的第一置信度阈值时,直接发出报警信息,当置信度在相对较低的第二
置信度阈值与第一置信度阈值之间时,则进行温度跟踪监测,从而即避免误预警信息的现
象出现,又可防止漏掉部分预警,提高预警的精确度。
附图说明
具体实施方式
单元104和第一通信单元105。
的外部,当设置在电力设备的外部时,优选采用隔音材料与外部环境隔绝,以避免外部环境
中的噪音造成较大的干扰。该电力设备可以是变压器或电抗器等。
音信息中提取声波幅值,并判断声波幅值是否超出幅值阈值。在正常运行时,电力设备的运
行声音大小仅随负荷的大小细微变化,且变化较为平稳,当出现如接触不良或绝缘下降等
现象时,会产生间断性的噪音。此时,运行声音信息中声波幅值就会超出幅值阈值。
集的电力设备的温度信息发送至处理单元102,处理单元102判断电力设备的温度信息是否
超出第一温度阈值,否,则处理单元102控制存储单元103对电力设备的温度信息暂存。
或电力设备的温度信息超出温度阈值时,处理单元102控制第一通信单元105实时将电力设
备的运行声音信息和温度信息发送至服务器2。处理单元102可以设置为每分钟控制第一通
信单元105打包发送一次暂存的运行声音信息和温度信息,在每次发送完毕之后,处理单元
102可以控制存储单元103将已送的数据直接清除,或者继续存储至一定时间后再清除。
无线模块。
电力设备的温度超过第一温度阈值时,可视为已经逼近第二温度阈值,从而实时发出温度
信息进行实时监测,当超出第二温度阈值时,才会进行预警。
的置信度作为计算结果。该声音识别模型可基于现有技术中的以多种故障声音数据为样
本,通过深度学习算法等训练获得,在此不再赘述。
80%,当计算出的置信度超过80%时,可视为电力设备的运行声音信息中具有异常声音,直接
生成预警信息。基于声音识别判断发出的预警信息可以包括具体的故障类型,预警信息以
声光等报警方式反馈至相关人员,也可以通过短信或推送消息发送至相关人员的手机上。
需要说明的是,在声波幅值超出阈值或电力设备的温度信息超出温度阈值时,处理单元102
控制第一通信单元105实时发送实时将电力设备的运行声音信息和温度信息是在设定时间
内进行的,该设定时间如5分钟,当5分钟内,如电力设备的温度恢复正常,或运行声音判别
单元203判断电力设备的运行声音信息中没有具有异常声音,则恢复以设定时间间隔发送
电力设备的运行声音信息和温度信息。
触发信号通过第二通信单元201发出,处理单元102通过第一通信单元105接收实时采集触
发信号,处理单元102在接收到实时采集触发信号后的时间段n*t内控制第一通信单元105
将采集的电力设备的运行声音信息和温度信息实时发出,运行声音判别单元203将温度检
测触发信号发送至温度判别单元202,温度判别单元202在接收到温度监测触发信号后,在
时间段n*t内对电力设备的温度信息进行监测,并计算n个时间段t内电力设备的温度变化
率,具体如下:
的电力设备的温度值即为下一时间段t的开始时的温度值,n取值为大于1的整数;如RT为正
值,且其变化率大于设定值,则预警信息生成单元204生成预警信息。第二置信度阈值优选
设置为50%,当置信度不太高的时候,借助于这种方式的温度监测,只要在时间段t内的温
度呈上升趋势,且温度变化率大于设定阈值,即使电力设备的温度未达到温度阈值,也会自
动发出预警信息。这样,一方面可避免误报警,又可避免故障初期故障造成的噪音较小时被
忽略。另外,在时间段t进行温度监测期间,如果电力设备的温度超出温度阈值或上述置信
度超出第一置信度阈值,则直接发出预警信息。
息发送至处理单元102,处理单元102根据环境温度信息计算第一温度阈值,具体如下:
个定值,也可以通过上述方式计算获得,终端1只需将环境温度采集单元106采集的环境温
度信息发送至服务器2,同时,第二温度阈值采用的温升值设置成大于第一温度阈值采用的
温升值即可。
也优选越大,以确保总的监测时间较大。
结果;
备的温度变化率,具体如下:
值,且其变化率大于设定值,则生成预警信息。
下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。