本發(fā)明涉及變壓器智能化溫度監(jiān)控，具體涉及基于監(jiān)測(cè)技術(shù)的變壓器智能化溫度監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，變壓器作為關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行溫度的監(jiān)測(cè)對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。目前，主流的變壓器溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)包括電阻溫度檢測(cè)器(rtds)、熱電偶、光纖光柵傳感器、紅外熱像儀以及智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：rtds能夠間接監(jiān)測(cè)溫度，但反應(yīng)速度較慢且維護(hù)成本高；熱電偶適用于高溫環(huán)境，但容易受到電磁干擾影響；光纖光柵傳感器在惡劣環(huán)境中具有良好的抗腐蝕性，但成本較高；紅外熱像儀適合非接觸式快速掃描溫度分布，但在復(fù)雜環(huán)境中測(cè)量精度受限；智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)適用于大規(guī)模或分布式溫度監(jiān)控，但存在數(shù)據(jù)傳輸延遲和信號(hào)干擾問題。

2、盡管現(xiàn)有的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)在一定程度上滿足了變壓器運(yùn)行的需求，但仍存在一些明顯的不足。首先，許多高精度設(shè)備價(jià)格昂貴，尤其是在需要大規(guī)模部署時(shí)，成本問題更加突出。其次，部分監(jiān)測(cè)設(shè)備的維護(hù)復(fù)雜且需要定期校準(zhǔn)，增加了運(yùn)行成本和使用難度。此外，強(qiáng)電磁干擾容易影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。更為重要的是，現(xiàn)有系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)溫度急劇變化時(shí)，數(shù)據(jù)更新不夠及時(shí)，可能影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度。最后，在極端環(huán)境中，一些傳感器可能難以正常工作或壽命顯著縮短，這會(huì)影響設(shè)備的長(zhǎng)期可靠性。因此，開發(fā)一種新的變壓器智能化溫度監(jiān)控裝置，以提高監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性，顯得尤為必要。

3、在背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供基于監(jiān)測(cè)技術(shù)的變壓器智能化溫度監(jiān)控裝置，通過光纖光柵傳感器實(shí)現(xiàn)高精度溫度監(jiān)測(cè)，增強(qiáng)抗干擾能力，并通過gru神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯算法實(shí)現(xiàn)精確故障診斷。采用雙通道冗余通信機(jī)制確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性與安全性。基于web的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)提升了操作便捷性，多級(jí)報(bào)警功能保障安全運(yùn)行。系統(tǒng)集成模塊實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)有電力監(jiān)控平臺(tái)的無縫連接，具備高適應(yīng)性和擴(kuò)展性，降低了部署成本，提高了設(shè)備管理效率，以解決上述背景技術(shù)中的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于監(jiān)測(cè)技術(shù)的變壓器智能化溫度監(jiān)控裝置，包括溫度傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障診斷模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊以及電源管理模塊；

3、溫度傳感模塊，用于實(shí)時(shí)采集變壓器各個(gè)關(guān)鍵部位的溫度信息，溫度傳感模塊包括多個(gè)光纖光柵傳感器，這些傳感器分布在變壓器的油箱、繞組、鐵芯及各連接部位，能夠精確反映不同部位的溫度變化；

4、數(shù)據(jù)處理模塊，與溫度傳感模塊通信連接，用于接收并處理所采集的溫度信息，數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)濾波單元，用于消除溫度數(shù)據(jù)中的噪聲信號(hào)，并通過小波包分解技術(shù)對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行高頻和低頻分量的提取，以識(shí)別細(xì)微的溫度波動(dòng)；

5、故障診斷模塊，基于接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)，并通過集成gru(門控循環(huán)單元)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與模糊邏輯算法，結(jié)合變壓器歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，對(duì)潛在故障類型進(jìn)行精確判斷，該模塊能夠針對(duì)不同故障類型輸出相應(yīng)的診斷報(bào)告；

6、數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括無線通信單元和冗余通信機(jī)制，用于將處理后的溫度數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，無線通信單元采用dm9000aep芯片設(shè)計(jì)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和低延遲性，同時(shí)支持4g/5g網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；

7、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，包括一個(gè)基于web界面的可視化平臺(tái)和本地監(jiān)控終端，可視化平臺(tái)顯示變壓器的實(shí)時(shí)溫度狀態(tài)、歷史溫度曲線、故障診斷結(jié)果和報(bào)警信息，提供遠(yuǎn)程操控功能，用戶可通過該平臺(tái)遠(yuǎn)程設(shè)置溫度閾值和報(bào)警條件，監(jiān)控平臺(tái)支持跨平臺(tái)操作和多用戶訪問；

8、電源管理模塊，用于為各個(gè)模塊提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，并具有電源故障自動(dòng)切換功能，當(dāng)主電源故障時(shí)，能夠切換到備用電源以保障系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。

9、優(yōu)選的，溫度傳感模塊的光纖光柵傳感器進(jìn)一步包括溫度補(bǔ)償單元，以減少環(huán)境溫度變化對(duì)傳感器測(cè)量精度的影響。

10、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)一步包括溫度趨勢(shì)分析單元，通過歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)比，預(yù)測(cè)變壓器的溫度趨勢(shì)，給出預(yù)警信息，并能夠自動(dòng)調(diào)整溫度閾值。

11、優(yōu)選的，故障診斷模塊通過引入gridsearchcv算法對(duì)gru神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確保故障診斷模型在不同工況下均能達(dá)到高精度和高穩(wěn)定性的要求。

12、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)傳輸模塊具有雙通道冗余設(shè)計(jì)，包括一個(gè)用于常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹魍ǖ篮鸵粋€(gè)用于緊急情況下的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫溆猛ǖ?，確保在任何情況下均能將關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

13、優(yōu)選的，遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊的可視化平臺(tái)進(jìn)一步包括故障定位功能，通過分析變壓器各部分的溫度變化和診斷結(jié)果，自動(dòng)生成故障位置圖，便于維護(hù)人員快速找到故障部位。

14、優(yōu)選的，裝置還包括異常報(bào)警模塊，當(dāng)診斷出變壓器存在故障或溫度異常時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)多級(jí)報(bào)警系統(tǒng)，包括本地聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程短信、郵件報(bào)警功能，確保相關(guān)人員及時(shí)接收到警報(bào)信息。

15、優(yōu)選的，系統(tǒng)集成模塊用于將溫度監(jiān)控系統(tǒng)無縫集成到現(xiàn)有的電力系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)中，支持多種協(xié)議接口如modbus、dnp3及iec?61850，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享、聯(lián)動(dòng)與統(tǒng)一管理。

16、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

17、本發(fā)明通過采用光纖光柵傳感器作為溫度檢測(cè)的核心組件，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器關(guān)鍵部位的高精度溫度監(jiān)測(cè)。光纖光柵傳感器具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力和高靈敏度，能夠準(zhǔn)確反映變壓器內(nèi)部和外部的溫度變化。同時(shí)，傳感器布局覆蓋了變壓器的高熱敏感區(qū)域，確保了對(duì)不同部位溫度變化的實(shí)時(shí)捕捉。溫度補(bǔ)償單元的應(yīng)用則進(jìn)一步減少了環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響。由于該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)校準(zhǔn)溫度傳感器，用戶可以對(duì)變壓器的溫度變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，確保了變壓器在各種工況下的安全運(yùn)行，極大提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

18、本發(fā)明通過集成gru神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器故障的精確診斷。gru神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擅長(zhǎng)處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)，能夠分析長(zhǎng)時(shí)間的溫度變化模式，并在數(shù)據(jù)中識(shí)別出潛在的故障征兆。結(jié)合模糊邏輯算法，該系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的非線性問題，對(duì)不同溫度狀態(tài)進(jìn)行精確分類和判斷，從而準(zhǔn)確識(shí)別故障類型。通過這一先進(jìn)的診斷方法，系統(tǒng)不僅能夠檢測(cè)到潛在的故障，還能提供詳細(xì)的故障位置和嚴(yán)重程度的判斷，幫助維護(hù)人員快速定位問題。這種高精度的故障診斷能力極大地減少了誤報(bào)警的概率，并提高了故障處理的效率和準(zhǔn)確性。

19、本發(fā)明設(shè)計(jì)了雙通道冗余通信機(jī)制，并采用dm9000aep芯片支持4g/5g網(wǎng)絡(luò)通信。通過主通道和備用通道的組合，系統(tǒng)能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，即使在主通道發(fā)生故障的情況下，備用通道也能自動(dòng)啟用，保證數(shù)據(jù)傳輸不中斷。此外，系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)壓縮和aes加密功能，在提高數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)確保了數(shù)據(jù)的安全性，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被截獲或篡改。這一設(shè)計(jì)確保了在高負(fù)荷電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性，極大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)的保密性。

20、本裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊提供了基于web的可視化平臺(tái)，支持跨平臺(tái)操作，使得用戶可以通過pc、平板或移動(dòng)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。平臺(tái)提供了豐富的數(shù)據(jù)展示方式，包括實(shí)時(shí)溫度曲線、故障定位圖和歷史數(shù)據(jù)回溯功能，幫助操作人員快速了解設(shè)備的運(yùn)行狀況和歷史表現(xiàn)。用戶還可以通過該平臺(tái)遠(yuǎn)程調(diào)整溫度報(bào)警閾值、啟動(dòng)或關(guān)閉冷卻系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的遠(yuǎn)程操作。多級(jí)報(bào)警功能則確保在發(fā)生異常情況時(shí)，相關(guān)人員能夠通過多種渠道(如短信、郵件等)及時(shí)接收?qǐng)?bào)警信息。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作的便捷性不僅提高了設(shè)備管理的效率，還極大地增強(qiáng)了變壓器運(yùn)行的安全性。

21、本發(fā)明通過系統(tǒng)集成模塊實(shí)現(xiàn)了溫度監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)有電力系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)的無縫連接。系統(tǒng)支持多種協(xié)議接口，如modbus、dnp3及iec?61850，確保了與其他監(jiān)控系統(tǒng)的兼容性和數(shù)據(jù)共享能力。這種高集成性使得該裝置能夠輕松融入現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中，不僅減少了額外的硬件投入，還實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)與統(tǒng)一管理。此外，裝置的模塊化設(shè)計(jì)使其具備高度的適應(yīng)性，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行靈活配置和擴(kuò)展，滿足不同用戶的個(gè)性化需求。這種集成性與適應(yīng)性不僅降低了系統(tǒng)的部署成本，還大幅提升了設(shè)備的擴(kuò)展能力和實(shí)用性。