專利名稱：集中監(jiān)控分布式電力變壓器的系統(tǒng)和方法
集中監(jiān)控分布式電力變壓器的系統(tǒng)和方法本申請要求于2005年6月21日提交的巴^專利案件No. PI0502320-3的優(yōu)先權(quán)，該專利案件通過引用結(jié)合于此.本發(fā)明涉及一種用于集中監(jiān)控和控制電力變壓器的搮作條件的系 統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠檢測所述變壓器的搮作中的故陣.本發(fā) 明還涉及一種電力變壓器監(jiān)控中心，該電力變壓器監(jiān)控中心允許普通 的(general)和集中式跟蹤數(shù)個變壓器的搮作，這些變壓器可以在不 同的子站處被包括.背景技術(shù)用于監(jiān)控和控制現(xiàn)有技術(shù)的電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)通常示 出以下架構(gòu)鏈接到中央控制和數(shù)據(jù)處理站的電力變壓器，該中央控 制和數(shù)據(jù)處理站又被鏈接到內(nèi)部網(wǎng)環(huán)境.變壓器通常設(shè)置有傳感器， 這些傳感器連續(xù)檢測參數(shù)的測量結(jié)果，這些參數(shù)諸如是繞組溫度、油 位、電壓、室溫、分接頭(tap)、油中氣體等等.涉及這些參數(shù)的測 量結(jié)果的數(shù)據(jù)可以由用戶通過內(nèi)部網(wǎng)來訪問、跟蹤、調(diào)節(jié)和監(jiān)控.數(shù) 據(jù)被連續(xù)存儲在控制子站的數(shù)據(jù)庫處.上面所公開的系統(tǒng)要求控制子站的數(shù)據(jù)庫具有大的存儲容量，因 為通過變壓器的傳感器檢測到的所有測量結(jié)果都被存儲.雖然這些測 量結(jié)果中的某些測量結(jié)果是不相關(guān)的，但所有這些測量結(jié)果都被存儲 并且因此用不是很有用的信息填滿數(shù)據(jù)庫，因此，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫慢 慢地變得過栽，從而使系統(tǒng)慢下來.除了使系統(tǒng)過栽之外，多次連續(xù)存儲所有數(shù)據(jù)導致錯誤診斷變壓 器的搮作條件，當該系統(tǒng)檢測到參數(shù)的測量結(jié)果增加或減小時，該系 統(tǒng)發(fā)布指示變壓器的搮作中出現(xiàn)故陣的警報.然而，這些警報常常是 假的，即這些警報指示事實上并不存在的故障或者問題.例如，用戶 可以針對確定參數(shù)的不同值調(diào)節(jié)該確定參數(shù)，以便符合特定的需要， 該確定參數(shù)通常被用于變壓器，以在確定的時間期間在特定的條件下 操作.這個小的調(diào)節(jié)可以參數(shù)某個其他參數(shù)的期望的變化.然而，由 于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)并不能關(guān)聯(lián)這些數(shù)據(jù)，所以這些系統(tǒng)發(fā)布了變壓器正顯示某個問題的"假"警報，即使變壓器的操作條件沒有問趙.這 些假警報生成了變壓器的操作條件的錯誤診斷.導致負責監(jiān)控該變壓 器的人認為變壓器正顯示問趙，并且采取確定的動作來解決亊實上不 存在的假想問題.為克服這些假想問題而執(zhí)行確定程序偶爾會產(chǎn)生系 統(tǒng)中的實際故陣并且損害或者危及變壓器的運行.補充上面所公開的缺點，現(xiàn)今可得到的系統(tǒng)中沒有一個系統(tǒng)允許 跟蹤和集中監(jiān)控不同子站的變壓器.子站通常包括多于一個的變壓器， 這些變壓器在地理上彼此間隔.對這些子站的變壓器的監(jiān)控目前是單 獨進行的，即市場上可買到的系統(tǒng)并不允許所有子站處的所有變壓器 在一個單個物理位置處被監(jiān)控.因此，迫使公司有數(shù)個用于監(jiān)控每一個子站的團隊.因此，期望創(chuàng)建一種用于監(jiān)控變壓器的系統(tǒng)和方法， 該系統(tǒng)和方法是集中的并且允許全局控制所有子站處的所有變壓器.本發(fā)明所提出的、用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件的系統(tǒng) 和方法克服了上述缺點，并且改進變壓器的搮作條件的監(jiān)控和控制， 以及使變壓器的搮作條件的監(jiān)控和控制變得容易。此外，本發(fā)明還提 出了一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法允許集中跟蹤或者監(jiān)控不同子站 處的電力變壓器的過程，發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條 件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠檢測到在操作和運行變壓器期間可能出現(xiàn)的實 際的和最初的故障，并且因此為用戶動作和校正所述故障給出了時間.此外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種用于監(jiān)控和控制電力變壓 器的操作條件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)連續(xù)檢測變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果，當 這些測量結(jié)果不同于亊先被建立為所述參數(shù)的所希望的值時則識別這 個數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫處.本發(fā)明的第三目的還在于，提供一種用于監(jiān)控和控制電力變壓器 的操作條件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠關(guān)聯(lián)被存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，使得 避免發(fā)出暗示變壓器中的、實際上并不存在的故障或者問題的警報. 系統(tǒng)生成的、指示搮作和運行變壓器中的實際上不存在的問題或故陣 的警報以下將被稱作假警報.本發(fā)明的目的還在于提供一種用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以被在世界上任何地方的用戶訪問，優(yōu)選地借 助因特網(wǎng)環(huán)境來訪問.本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于監(jiān)控和控制變壓器的搮作條 件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能計算裝置，該智能計算裝置估計由于搮作和運行電力變壓器產(chǎn)生的財政收益(financial return).本發(fā)明的目的還在于提供一種用于監(jiān)控和控制變壓器的採作條件 的方法，該方法連續(xù)測量電氣變壓器的參數(shù)，并且只有當所述測量結(jié) 果并不在亊先被確定為相應參數(shù)的測量結(jié)果的所希望的值域內(nèi)時，才存儲涉及這些測量結(jié)果的數(shù)據(jù)(智能存儲)。本發(fā)明的目的還在于提供一種智能計算裝置，該智能計算裝置估 計由于搮作和運行電力變壓器所產(chǎn)生的財政收益，并且可以被應用在不同的用于監(jiān)控和控制電力變壓器的搮作條件的系統(tǒng)中.本發(fā)明的目的還在于提供一種用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作 條件的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法示出了用于捕獲和存儲涉及操作和 運行變壓器的數(shù)據(jù)的智能方式.本發(fā)明的另一目的還在于提供一種用于集中監(jiān)控和控制位于不同 子站處的電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)和方法，這些子站在地理上是 分開的.本發(fā)明的另一目的是提供一種數(shù)個子站處的電力變壓器的監(jiān)控中 心，以便全局跟蹤可能在一個單個物理位置處的所有子站處的所有變 壓器的運行.發(fā)明簡述本發(fā)明的目的借助一種用于監(jiān)控和控制在不同子站處所包括的電 力變壓器的操作條件的系統(tǒng)來達到，該系統(tǒng)包括多個子站和監(jiān)控中心， 每個子站包括被鏈接到至少一個電力變壓器的控制面板，所述控制面 板接收涉及所述至少一個變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)，并且監(jiān)控 中心包括工程服務(wù)器、因特網(wǎng)服務(wù)器和軟件，該軟件進行所述工程服務(wù)器到所迷因特網(wǎng)服務(wù)器的通信，所述工程服務(wù)器與每個子站的控制 面板進行通信并且所述因特網(wǎng)服務(wù)器為系統(tǒng)的用戶提供了對該系統(tǒng)的 遠程訪問.另外，本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明的方法，該方法包括以下步驟(a )連續(xù)測量在多個子站處所包括的多個電力變壓器的參數(shù)；以及(b) 只有當所述測量結(jié)果不在亊先被確定為所述參數(shù)的測量結(jié)果的所希望 的值域內(nèi)時，才將涉及在步驟(a)中所執(zhí)行的測量的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù) 庫處；以及(c)使在步猓(a)中執(zhí)行的參數(shù)的測量結(jié)果在一個單個 物理位置處可得到.本發(fā)明還提供了多個子站處的電力變壓器的監(jiān)控中心，該監(jiān)控中 心包括(i)工程服務(wù)器、(ii)因特網(wǎng)服務(wù)器、(Ui)軟件，該軟 件進行工程服務(wù)器與因特網(wǎng)服務(wù)器之間的通信，工程服務(wù)器與所述多 個子站的控制面板進行通信，以及因特網(wǎng)服務(wù)器使來自變壓的、被監(jiān) 控的數(shù)據(jù)在內(nèi)部網(wǎng)/因特網(wǎng)環(huán)境處可得到.


以下，基于在附圖中所表示的實施例而更詳細地描述本發(fā)明.其中圖1示出了本發(fā)明的用于集中監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件 的系統(tǒng)的總體架構(gòu)；圖2-13示出了被包括在本發(fā)明的系統(tǒng)中的數(shù)個屏幕截圖，這些 屏幕截圖示出了本發(fā)明的用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件的方 法的不同步驟；圖14示出了將變壓器的預期壽命的時間(以年為單位)與連續(xù)的 熱點溫度(以1C為單位)相聯(lián)系的技術(shù)標準(在這種情況下為巳西標 準ABNT (Brazilian Association of Technical Standards))的曲線圖；圖15示出了監(jiān)控中心，其中涉及監(jiān)控位于不同區(qū)域的不同子站處 的電力變壓器的所有信息和數(shù)據(jù)是可得到的。
具體實施方式
圖1示出了本發(fā)明的用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件的系 統(tǒng)的優(yōu)選的總體架構(gòu)。如該圖中所示，該系統(tǒng)包括多個子站A和B,這 些子站包括電力變壓器TR-A-1、 TR-A-2、 TR - A - 3和TR - B - 1、 TR-B-2和TR-B-3以及控制面板PC - A和PC - B。所有變壓器都包 括傳感器(未示出)，這些傳感器檢測在變壓器中要被測量的參數(shù)的測量結(jié)果，這些參數(shù)諸如繞組溫度、油中氣體、油濕度、電壓等等.在這些傳感器處被檢測到的數(shù)據(jù)被數(shù)字化并接著被傳送給控制面板PC -A和PC-B.控制面板與監(jiān)控中心的工程服務(wù)器進行通信.工程服務(wù)器負責該系統(tǒng)的所有智能并且接收、存儲、關(guān)聯(lián)和分析 涉及變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù)據(jù).為了獲得連續(xù)跟蹤和更有效地 監(jiān)控子站的電力變壓器，連續(xù)地測量和檢測變壓器的參數(shù).監(jiān)控中心還包括用于給已注冊的和被授權(quán)的用戶提供對該系統(tǒng)的 遠程訪問的因特網(wǎng)服務(wù)器，以訪問該系統(tǒng).存儲在工程服務(wù)器處的數(shù) 據(jù)在因特網(wǎng)服務(wù)器處仍可得到.用于執(zhí)行兩種不同動作的兩種不同機 器(工程服務(wù)器和因特網(wǎng)服務(wù)器)的使用對系統(tǒng)優(yōu)化是極為重要的. 工程服務(wù)器完全負責系統(tǒng)智能，并且因此將負責接收、存儲、關(guān)聯(lián)和 分析涉及變壓器的參數(shù)的數(shù)據(jù).工程服務(wù)器還負責通過發(fā)出指示變 壓器中出現(xiàn)故障的警報(當可應用時)，發(fā)出變壓器的操作條件的診 斷，指示采取的動作，以解決可能的被檢測到的故陣，以及如果所指 示的解決故陣的動作未被執(zhí)行，則發(fā)出對可能發(fā)生亊物的預報.另一 方面，始終與工程服務(wù)器通信的因特網(wǎng)服務(wù)器的目的是使系統(tǒng)用戶可 得到該信息并且經(jīng)由內(nèi)部網(wǎng)/因特網(wǎng)給這些用戶提供對該系統(tǒng)的遠程 訪問.本發(fā)明的重要方面在于允許全局跟蹤多個變壓器，這些變壓器處 于多個子站處，這些子站在地理上彼此分開在單個物理位置(監(jiān)控中 心-參見圖1和15)處，從監(jiān)控中心來看，用戶有權(quán)訪問系統(tǒng)并且可以跟蹤變壓器的參數(shù) 的測量結(jié)果，以及確定/調(diào)節(jié)這些參數(shù)中的每一個的所希望的值的范 圍.所希望的值的這些范圍的確定是很重要的，因為該確定允許該系 統(tǒng)采用確定的值作為用于監(jiān)控的基礎(chǔ)，并且允許該系統(tǒng)能夠識別變壓 器的參數(shù)中的不期望的變化的出現(xiàn)，為了使變壓器的運行和操作被優(yōu) 化，必需的是，變壓器的參數(shù)表示特定范圍內(nèi)的值.這些值的范圍將 根據(jù)由擁有這些變壓器并可改變這些變壓器的公司所充分考慮的準則來確定。工程服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫，只有當參數(shù)的測量結(jié)果不同于事先被定 義為所希望的值域時，該數(shù)據(jù)庫才存儲涉及變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果 的數(shù)據(jù).因此，如果通過傳感器所檢測到的測量結(jié)果不在被定義為所述參數(shù)的所希望的值域之內(nèi)，則測量結(jié)果將被存儲在工程服務(wù)器的數(shù) 據(jù)庫處.另一方面，如果測量到的值在被確定為合適的值域內(nèi)，則這 些數(shù)據(jù)將不被存儲.這阻止數(shù)據(jù)庫被不太相關(guān)的數(shù)據(jù)填滿并且優(yōu)化了 系統(tǒng)的運行.某些參數(shù)可以顯示出小的變化，然而這樣的變化可以是在搮作變 壓器期間相對期望的，并且因此并沒公開或者暗示變壓器中的任何類 型的故陣或者問題.然而，重要的是具有對這些變化的某種記錄，即 使該記錄不應過多.因此，該系統(tǒng)顯示了事先定義的存儲范圍和故陣范圍.存儲范圍 確定了所確定的參數(shù)的期望值的范圍，并確定被檢測到的變化應具有的最小增量(delta)，以便被存儲.故障范圍又確定了可以被視為故 障指示的值域.例如，如果所確定的參數(shù)的期望值是50肌(單位測量 結(jié)果(measurement unity ))，則該系統(tǒng)可以建立，表示lmu的最小 增量的值可以被存儲，并且表示2mu的最小增量的值必須被視為可能 故障的指示.因此，當該系統(tǒng)檢測到51mu時，這個值將被存儲，但是 將不指示或者也不暗示系統(tǒng)中的任何種類的故障.然而，當該系統(tǒng)檢 測到52mu時，該值將被存儲在數(shù)據(jù)庫處并且將指示變壓器中的可能的 故障。然而，當52的值被檢測到時，該系統(tǒng)將不發(fā)布任何種類的警報. 在發(fā)布警報之前，系統(tǒng)的工程服務(wù)器將該變化與剩下的被測量的值相 互關(guān)聯(lián)，并且分析該變化是否實際上指示變壓器中的某種故陣.因此，當參數(shù)的被測量的值沒有被包括在事先被確定為所希望的 范圍(存儲范圍)內(nèi)并且還在可被視為指示故陣的值域(故障范閨)內(nèi)時，該系統(tǒng)執(zhí)行與剩下的測量結(jié)果的關(guān)聯(lián)，以便識別變化是否由于 建立其他參數(shù)的新值域而發(fā)生或者這樣的變化是否是在確定的時刻由于特定的情形引起，利用這些信息和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，該系統(tǒng)本身可以評 估，實際上在變壓器中是否存在任何故障或者問題.如果該系統(tǒng)并且 更確切地說為工程服務(wù)器所執(zhí)行的分析并沒有識別任何故陣，則將不 發(fā)布警報.假警報的發(fā)出因此被阻止，另一方面，如果系統(tǒng)識別了變壓器中的任何故陣或者問題，則該 系統(tǒng)將生成操作條件的診斷并且，如果可應用，則建議所推薦的動作 并且指示如果不采取所推薦的動作則可能發(fā)生的后果。因此，本發(fā)明的主要方面之一在于以下亊實，即變壓器的參數(shù)的測量結(jié),果中的僅僅某些測量結(jié)果被存儲在數(shù)據(jù)庫處.因此，數(shù)據(jù)庫未 充滿信息并且該系統(tǒng)的利用變得越來越快.該系統(tǒng)的智能允許優(yōu)化數(shù) 據(jù)捕獲和存儲，本發(fā)明的用于監(jiān)控和控制電力變壓器的搮作條件的系統(tǒng)的工程服 務(wù)器還包括被存儲在數(shù)據(jù)庫處的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和管理模塊.該模塊 將負責通過評估所述被存儲的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和通過生成變壓器的 操作條件的診斷來關(guān)聯(lián)所存儲的數(shù)據(jù).如果可應用，則處理和管理模 塊將建議所推薦的動作來解決變壓器的故障或者問題，并且將指示如 果不采取所推薦的動作而可能發(fā)生的后果.本發(fā)明的其他重要方面在于以下事實，即所有所存儲的數(shù)據(jù)可以 用于生成電力變壓器在確定的時間周期期間的特性的歷史以及操作條 件的歷史.根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫處的信息，利用該歷史生成報告，從而 允許用戶具有對變壓器的操作的總圖.用戶接口和控制站優(yōu)選地必須在因特網(wǎng)環(huán)境中被開發(fā)，使得允許用戶遠程訪問本發(fā)明的監(jiān)控和控制系統(tǒng).工作在因特網(wǎng)環(huán)境中，從世 界上的任何地方都能訪問和跟蹤變壓器的操作.所有信息、數(shù)據(jù)、警 報和診斷在用戶的內(nèi)部網(wǎng)/因特網(wǎng)中仍可得到.連續(xù)被測量的變壓器參數(shù)涉及以下參數(shù)中的至少一個繞組溫度、 油位、電壓、室溫、分接頭、油中氣體、油濕度、氣流、油較高溫度/ 較低溫度(oil upper/lower temperature)和絕緣狀況，任何其他參 數(shù)可以被測量并且不限于上面例示的那些參數(shù).本發(fā)明也設(shè)計了以下可能性，即工程服務(wù)器包括電子郵件裝置， 當檢測到變壓器的搮作條件故陣時，該電子郵件裝置向用戶發(fā)送電子 郵件，公司定義哪些人必須接收警報電子郵件.電子郵件的發(fā)送使變 壓器和子站的跟蹤和監(jiān)控整體變得更容易.通過發(fā)送警報電子郵件， 不要求負責監(jiān)控的人員始終檢查系統(tǒng)中是否發(fā)生故陣.因此，這減少 了對所有子站的所有變壓器進行監(jiān)控的大量人員的需要。因此，公司 可以減小對執(zhí)行該功能(監(jiān)控變壓器)的人員的數(shù)目并且降低了成本。被發(fā)送給負責監(jiān)控變壓器的人員的電子郵件指示因特網(wǎng)地址，該 因特網(wǎng)地址必須被訪問以驗證該問題，數(shù)個人可以在該系統(tǒng)中注冊， 以接收警報電子郵件。然而，已注冊的用戶之一一訪問警報電子郵件 中所指出的因特網(wǎng)站點，新電子郵件就被發(fā)送給其他已注冊的用戶，從而通知該問題正被訪問該站點的用戶驗證.因此，it知所有已注冊 的用戶，在該系統(tǒng)中正發(fā)生故陣并且所確定的用戶正安排針對所述故 障的解決方案.該系統(tǒng)還設(shè)計利用國際標準協(xié)議，該國際標準協(xié)議將工程服務(wù)器 和因特網(wǎng)服務(wù)器互連并且允許這些服務(wù)器與例如SCADA類型的其他監(jiān) 督系統(tǒng)進行通信.參照圖2至13,示出了例示用于監(jiān)控和控制變壓器的搮作條件的 系統(tǒng)的屏幕截圖，從而逐步示出了數(shù)據(jù)輸入、演算、評估、診斷、所 推薦的動作和預報的步驟.本發(fā)明的系統(tǒng)可選地包括計算裝置(例如軟件)，該計算裝置利 用數(shù)學等式生成來自變壓器的使用的財政收益的分析或者生成針對電 力變壓器的經(jīng)濟收益性的計算的分析.計算裝置表示技術(shù)經(jīng)濟模型，該技術(shù)經(jīng)濟模型基于關(guān)于變壓器的 預期壽命的基本問題.根據(jù)巴西(ABNT)和國際(IEEE-ANSI/USA-電 氣和電子工程師學會、合并的(Incorporated) /美國國家標準學會， IEC-國際電工協(xié)會和世界的其他國家)技術(shù)標準，應該理解的是，變 壓器的預期壽命與被監(jiān)控的熱點處的等效工作溫度相關(guān)聯(lián).例如，如 果變壓器在熱點處工作在95TC，則根據(jù)該標準期望持續(xù)35到40年. 如果想要變壓器持續(xù)40年，則根據(jù)ABNT，該變壓器將必須以95TC的 等效溫度工作.雖然似乎簡單，但該分析是非常復雜的，原則上是因 為變壓器的熱點處的溫度并不是連續(xù)地被監(jiān)控，并且通常不知道該等 效溫度會工作5或者10年，甚至因為該溫度隨著負栽(例如，夏天的 負栽不同于冬天的負栽)并且隨著室溫本身循環(huán)變化.在財政觀點下，必須進一步分析，與變壓器所遭受的操作類型相 關(guān)聯(lián)的經(jīng)濟影響是什么.例如，在巴西，ANEEL(國家電能機構(gòu)(National Agency of Electrical Energy))確定，變壓器必須持續(xù)40年，電 力公共設(shè)施公司必須投資以采購變壓器，保持該變壓器持續(xù)四十年， 折舊所投入的資本，支付對采購該資產(chǎn)所進行的貨款的利息，冒搮作 風險(例如在設(shè)備故障的情況下不滿足需求)以及，另外當將變壓器 安裝在某個子站或者電力廠處時對滿足電力需求的亊實而具有某種財 政收益.所提及的技術(shù)經(jīng)濟模型的目的在于使所有這些參數(shù)相關(guān)聯(lián)，這些參數(shù)例如包括設(shè)備的預期壽命、如果該設(shè)備持續(xù)40年或者10年則該 公司會具有的財政收益.基于如下所示的簡單的會計等式，困14中所 示的標準的曲線中的所有這將折舊時間(或者設(shè)備壽命)與采購/操作 設(shè)備中所涉及的費用和滿足電力需求的費用相聯(lián)系. 結(jié)果-收入-T0C (總體擁有成本)，其中T0C -年折舊+年維護費+年保險費+機會成本+貨幣貶值成本 +故陣風險.收入-通過滿足電力需求x變壓器的負栽系數(shù)(額定容量中的多 少百分比被用來滿足該需求，其被限于導致如按圖15中所示的標準的 曲線所計算的預期壽命的值)x貨幣修正系數(shù)x變壓器使用系數(shù)(變 壓器平均保持實際接通占一年的24小時x 365天中的多長時間)x變 壓器的效率(變壓器接收的部分功率在內(nèi)部損耗，使得該變壓器以期 望的功率充分工作并且在另一端給到期望的電壓電平)得到的凈報酬 +通過滿足電力需求>< 變壓器的負栽系數(shù)(額定容量中的多少百分比 被用來滿足該需求，其被限于導致如按圖15中所示的標準的曲線所計 算的預期壽命的值)x貨幣修正系數(shù)x變壓器使用系數(shù)(變壓器平均 保持實際接通占一年的24小時x 365天中的多長時間)x變壓器的效 率(變壓器接收的部分功率在內(nèi)部損耗，使得該變壓器以期望的功率 充分工作并且在另一端給到期望的電壓電平)x過栽報酬系數(shù)(在設(shè)備的額定條件之上，通過滿足電力需求的峰值，電力公共設(shè)施公司接 收到多少)x—年中的平均過栽時間得到的凈報酬。故障風險-故陣成本x故陣概率(等式l) 概率-l-可靠度(等式2) 可靠度-e—入"(等式3) 風險=故陣成本x (1 - e-x")(等式4 ) 其中入-變壓器的故障的平均積差率(通常為約每年1.5%到3% )。 t-年工作時間. 故障成本a) 保守的用新變壓器替代故障變壓器的費用；b) 積極的與a)項一樣遵守不滿足需求的費用并且服從在采購/搮作設(shè)備中涉及的費用.故陣成本被定義為年"成本"，與在該模型中也每年增長的故障 概率相關(guān)聯(lián)，甚至考慮對于電力公共設(shè)施公司恒定的故陣率(上面的 表達式中的系數(shù)入).接著，年度成本通過故陣概率(1 可靠度)x故陣成本來定義，該年度成本保守地被認為等于用新的個體替換故陣個體的費用，所有這都被逐年考慮，本數(shù)學模型論證了，如ABNT所建議的那樣，當變壓器的使用壽命 為大約40年時，不一定出現(xiàn)較高的財政收益.在某些情況下，該模型 論證了，在經(jīng)濟和財政觀點下更為有利的是，以較高的負栽搮作該變 壓器更短的時間周期(例如大約15年).令人驚訝地與操作變壓器來 實現(xiàn)最高的財政收益的最好方式有關(guān)地，該數(shù)學模型帶來了創(chuàng)新的結(jié) 果.本發(fā)明還提供了一種用于集中監(jiān)控和控制在不同的電力子站處所 包括的電力變壓器的操作條件的方法，該方法包括以下步稞(a)連 續(xù)地測量在多個子站處所包括的多個電力變壓器的參數(shù)；(b)只有當 所述測量結(jié)果不在預先被定義為所述參數(shù)的測量結(jié)果的所希望的值域 內(nèi)時，才將涉及步稞(a)中的所執(zhí)行的測量的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫處， 以及(c)使在步驟(a)中執(zhí)行的參數(shù)的測量結(jié)果在一個單個物理位 置處可得到.該方法還包括以下步驟(d)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫處的所述被存儲的數(shù)據(jù)； (e)評估所述被存儲的數(shù)據(jù)之間進行的關(guān)聯(lián)；(f )基于在步稞(e) 中進行的評估生成變壓器的操作條件的診斷，以及如果可應用，則建 議所推薦的動作并且指示如果不采取所推薦的動作則可能發(fā)生的后 果.優(yōu)選地，通過本發(fā)明的用于集中監(jiān)控和控制電力電壓器的操作條 件的系統(tǒng)來執(zhí)行該方法.可選地，該方法還包括以下步驟即當檢測到子站的變壓器之一 的操作條件故障時，將電子郵件發(fā)送到一個或者多個用戶.警報電子 郵件指示因特網(wǎng)地址(網(wǎng)站)，該因特網(wǎng)地址必須由用戶訪問，以便 驗證該問題.本發(fā)明還提供了多個子站的變壓器的監(jiān)控中心，該監(jiān)控 中心包括(i)工程服務(wù)器、(ii)因特網(wǎng)服務(wù)器、(iii)軟件，該軟件進行工程服務(wù)器與罔特網(wǎng)服務(wù)器之間的通信，工程服務(wù)器與所 述多個子站的控制面板通信，以及因特網(wǎng)服務(wù)器使來自變壓器的、所 監(jiān)控的數(shù)據(jù)在內(nèi)部網(wǎng)/因特網(wǎng)環(huán)境處可得到.在一個單個物理位置處的不同子站處的所有變壓器的搮作條件的 跟蹤和監(jiān)控優(yōu)化了變壓器的監(jiān)控和維護過程，因此減小了這些過程中 所涉及的費用.在整個說明書中所使用的術(shù)語"工程服務(wù)器"通常被用于本發(fā)明 的領(lǐng)域中并且必須被理解為智能服務(wù)器，諸如被理解為數(shù)據(jù)控制和處 理站.此外，重要的是應理解，用戶可以遠程地根據(jù)不同的準則調(diào)節(jié)和 建立變壓器的參數(shù)的所希望的值的新范圍，已公開優(yōu)選實施例，必須理解的是，本發(fā)明的范圍包含其他可能 的變形方案，本發(fā)明的范圍僅通過所附權(quán)利要求的內(nèi)容來限制，也包 括可能的等效方案.
權(quán)利要求
1.一種用于集中監(jiān)控和控制在不同子站處被包括的電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括多個子站，每個子站包括鏈接到至少一個電力變壓器的控制面板，所述控制面板接收涉及所述至少一個變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)，以及監(jiān)控中心，該監(jiān)控中心包括工程服務(wù)器、因特網(wǎng)服務(wù)器和軟件，該軟件進行所述工程服務(wù)器到所述因特網(wǎng)服務(wù)器的通信，所述工程服務(wù)器與每個子站的控制面板進行通信，并且所述因特網(wǎng)服務(wù)器給系統(tǒng)用戶提供了對系統(tǒng)的遠程訪問。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述工程服務(wù)器包 括數(shù)據(jù)庫，用于存儲涉及子站處的電力變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù) 據(jù)，以及所述工程服務(wù)器還包括被存儲在所述數(shù)據(jù)庫處的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 處理和管理模塊.
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，僅僅當參數(shù)的測量 結(jié)果不同于亊先被定義為所希望的參數(shù)值的范閨時，涉及電力變壓器 的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)才被存儲在數(shù)據(jù)庫處.
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的系統(tǒng)，其特征在于，被存儲在數(shù) 據(jù)庫處的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和管理模塊關(guān)聯(lián)所存儲的數(shù)據(jù)，評估所述被 存儲的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性并且生成變壓器的操作條件的診斷，以及如 果可應用，則建議所推薦的動作并且指示如果不采取所推薦的動作則 會發(fā)生的后果.
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，變 壓器的參數(shù)之一涉及以下參數(shù)中的至少一個繞組溫度、油位、電壓、 室溫、分接頭、油中氣體、油濕度、氣流、油較高溫度/較低溫度和絕 緣狀況.
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，工 程服務(wù)器在因特網(wǎng)環(huán)境中被開發(fā).
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括軟件，該軟件用于利用以下數(shù)學等式分析來自變壓器的使 用的財政收益故陣危險=故障成本^故障概率(等式l).
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，工程服務(wù)器還包括電子郵件裝置，當檢測到子站處的某些變壓器的搮作 條件故障時，該電子郵件裝置將電子郵件發(fā)送給用戶.
9. 一種用于集中監(jiān)控和控制在不同子站處所包括的電力變壓器的 操作條件的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a) 連續(xù)測量在多個子站處所包括的多個電力變壓器的參數(shù)；以及(b) 只有當所述測量結(jié)果不在亊先被確定為所述參數(shù)的測量結(jié)果 的所希望的值域內(nèi)時，才將涉及在步槺(a)中所執(zhí)行的測量的數(shù)據(jù)存 儲在數(shù)據(jù)庫處；以及(c) 使在步碟(a)中所執(zhí)行的參數(shù)的測量結(jié)果在一個單個物理 位置處可得到.
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該方法還包括以下 步驟(d) 關(guān)聯(lián)被存儲在數(shù)據(jù)庫處的所述數(shù)據(jù)；(e) 評估所迷被存儲的數(shù)據(jù)之間進行的關(guān)聯(lián)；(f )基于在步驟(e)中進行的評估，生成變壓器的操作條件的 診斷，以及如果可應用，則建議所推薦的動作并且指示如果不采取所推薦的動作則會發(fā)生的后果.
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或者IO所述的方法，其特征在于，通過如權(quán) 利要求1至8中的任一項所述的用于監(jiān)控和控制電力變壓器的搮作條 件的系統(tǒng)來執(zhí)行該方法，
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項所述的方法，其特征在于， 該方法還包括以下步驟，即當檢測到變壓器之一 的操作條件故障時， 將電子郵件發(fā)送給用戶.
13. 多個子站處的電力變壓器的監(jiān)控中心，其特征在于該監(jiān)控中 心包括(i )工程服務(wù)器， (ii)因特網(wǎng)服務(wù)器，(i i i)軟件，該軟件進行工程服務(wù)器與因特網(wǎng)服務(wù)器之間的通信， 工程服務(wù)器與所述多個子站的控制面板進行通信，以及因特網(wǎng)服務(wù)器 使來自變壓器的、被監(jiān)控的數(shù)據(jù)在內(nèi)部網(wǎng)/因特網(wǎng)環(huán)境處可得到。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控和控制電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)和方法。用于監(jiān)控和控制在不同子站處所包括的電力變壓器的操作條件的系統(tǒng)包括多個子站和監(jiān)控中心，每個子站包括鏈接到至少一個電力變壓器的控制面板，所述控制面板接收涉及所述至少一個變壓器的參數(shù)的測量結(jié)果的數(shù)據(jù)，該監(jiān)控中心包括工程服務(wù)器、因特網(wǎng)服務(wù)器和軟件，該軟件進行所述工程服務(wù)器到所述因特網(wǎng)服務(wù)器的通信，所述工程服務(wù)器與每個子站的控制面板進行通信，并且所述因特網(wǎng)服務(wù)器給系統(tǒng)用戶提供了對系統(tǒng)的遠程訪問。本發(fā)明的方法包括以下步驟(a)連續(xù)測量在多個子站處所包括的多個電力變壓器的參數(shù)；以及(b)只有當所述測量結(jié)果不在事先被確定為所述參數(shù)的測量結(jié)果的所希望的值域內(nèi)時，才將涉及在步驟(a)中所執(zhí)行的測量的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫處；以及(c)使在步驟(a)中執(zhí)行的參數(shù)的測量結(jié)果在一個單個物理位置處可得到。本發(fā)明還提供了一種監(jiān)控中心，該監(jiān)控中心允許跟蹤位于數(shù)個子站處的數(shù)個電力變壓器的操作條件。
文檔編號H02J13/00GK101238624SQ200580051360
公開日2008年8月6日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者J·G·格維諾西爾弗拉, L·A·文圖里尼凱姆 申請人:巴西西門子公司