(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122702617.6 (22)申请日 2021.11.06 (73)专利权人 国网山西省电力公司电力科 学研 究院 地址 030001 山西省太原市青年路6号 (72)发明人 李劲松　俞华　陈青松　刘宏　 李国栋　穆广祺　李帅　董理科　 原辉　王璇　芦竹茂　姜敏　王帅　 常圣志　 (74)专利代理 机构 太原景誉 专利代理事务所 (普通合伙) 14113 代理人 王博飞 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01F 23/284(2006.01)G01K 13/00(2021.01) H01F 27/14(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监 测装置 (57)摘要 本实用新型属于电力油浸设备储油柜技术 领域， 具体涉及一种基于边缘计算的变压器储油 柜缺陷监测装置及检测方法， 监测装置包括： 感 知终端、 边缘智能网关、 监控终端、 储油柜缺陷监 控云平台和客户终端， 所述边缘智能网关和监控 终端均设置于变电站内， 所述感知终端包括： 气 体流量计、 油温传感器、 环境温度传感器和微波 油位测量组件， 所述感知终端将检测数据信息发 送至所述边缘智能网关， 边缘智能网关对检测数 据信息进行存储和判断分类， 本实用新型可及时 识别判断储油柜胶囊破损、 呼吸回路部分堵塞、 呼吸回路泄漏、 呼吸连管存在水分杂质和储油柜 假油位这五类缺陷， 并评估储油柜缺陷严重程 度。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 216283672 U 2022.04.12 CN 216283672 U 1.一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在于， 包括： 感知终端、 边 缘智能网关、 监控终端、 储油柜缺陷监控云平台和客户终端， 所述边缘智能网关和监控终端 均设置于变电站内， 所述监控终端用于访问所述边缘智能网关， 所述 感知终端包括： 气 体流 量计(5)、 油温传感器(6)、 环 境温度传感器(7)和微波油位测量组件， 所述气体流量计(5)设 置于呼吸连管(3)上， 所述气体流量计(5)用于测量储油 柜呼吸气体流量， 所述油温传感器 (6)设置于储油柜(1)的侧端下部， 所述油温传感器(6)的探头贯穿伸入储油柜(1)内部且浸 入变压器油中， 所述油温传感器(6)用于测量储油 柜油温， 所述环境温度传感器(7)设置于 所述储油 柜(1)的外部， 所述环境温度传感器(7)用于测量环境温度， 所述微波油位测量组 件设置于储油 柜(1)的内壁顶端， 且所述微波油位测量组件远离胶囊(2)， 所述微波油位测 量组件用于测量储油柜油位高度； 所述感知终端将检测数据发送至所述边缘智能网关， 储油柜自带的油位计(8)也将其 数据信息发送至边缘网关， 所述边缘智能网关对检测数据进行存储和判断评估， 所述边缘 智能网关将判断为存在缺陷的评估结果及其对应数据发送至储油柜缺陷监控云平台， 储油 柜缺陷监控云平台发送告警指令 至客户终端。 2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 所述微波油位测量组件包括： 微波发射天线(9)和微波接收天线(10)， 所述微波发射天 线(9)和所述微波接收天线(10)均朝向油面设置， 且 所述微波发射天线(9)和所述微波接收 天线(10)的上端均固定于所述储油柜(1)的内壁顶端， 且 所述微波发射 天线(9)的发射端与 所述微波接收天线(10)的接收端位于同一水平面。 3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 所述感知终端通过ZigBee网络与边缘智能网关通讯， 所述边缘智能网关通过ZigBee网 络与监控终端通讯， 所述 边缘智能网关通过GPRS网络与储油柜缺陷监控云平台通讯。 4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 所述气体流 量计(5)靠 近吸湿器(4)设置 。 5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 所述气体流量计(5)采用双向气体流量测量， 测量范 围为‑200slpm～+200slpm， 总误差 带不大于 3％读数， 响应时间不大于1m s。 6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 所述油温传感器(6)和所述环 境温度传感器(7)均为铂电阻传感器， 传感器测量范围为 ‑ 40℃～120℃， 精度达 到±0.5℃。 7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变压器储油柜缺陷监测装置， 其特征在 于， 边缘智能网关采用ARM  Cortex‑A7处理器， 1GB  RAM， 8GB eMMC； 客户终端可采用个人电 脑PC、 平板电脑或智能手机 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216283672 U 2一种基于边缘 计算的变压器储油柜缺陷 监测装置 技术领域 [0001]本实用新型属于电力油浸设备储油柜技术领域， 具体涉及一种基于边缘计算的变 压器储油柜缺陷监测装置 。 背景技术 [0002]油浸式变压器是输变电设备中最重要的设备， 它的安全可靠运行至关重要。 储油 柜是油浸式变压器中最重要的部件之一， 其作用主要 是在变压器运行过程中缓冲油箱内油 温变化而引起的体积变化。 储油柜设置在变压器油箱上方， 通常与吸湿器连通， 并和外部大 气保持畅通。 当变压器油温升高时油体积膨胀， 储油柜中 向外部呼出气 体； 当变压器油温降 低时油体积收缩， 气 体从大气 被吸入， 这就是储油柜的呼吸作用。 常用的胶 囊储油柜中是在 储油柜的内壁增加了一个胶囊袋， 胶囊袋内部经过吸湿器及其连管与大气相通， 胶囊袋的 底面紧贴地浮在 储油柜上， 使胶 囊袋和油面之 间没有空气， 隔绝了油面和空气的接触， 阻止 油氧化、 防止 外界湿气、 杂质进入。 [0003]在电力行业， 由于变压器长时间运行， 时常发生储油柜故障， 给变压器运行维护带 来极大的困难， 严重时造成变压器损坏而停运。 某直流输电工程曾多次出现换流变压器油 枕气囊破裂事件， 严重威胁到直流输电工程的稳定运行。 目前储油柜运行中存在的主要问 题是： 一是胶囊老化、 龟裂或因安装不当造成的破损， 使之丧失保护功能， 同时胶囊由于在 储油柜内部其是否破损、 折叠难以观 察； 二是储油柜与各部件和管路的连接处， 由于变压器 振动、 安装质量不过关等易出现渗漏现象， 进入空气水分， 影响油的质量造成绝缘降低； 三 是吸湿器干燥剂受潮结块堵塞吸湿器， 导致储油柜呼吸回路堵塞， 严重时导致变压器 喷油 停运； 四是储油柜出现假油位， 在日常巡 视检查中不 易发现， 严重影响变压器的安全运行。 [0004]目前公开的相关技术中， 有关电力变压器储油柜检测的方法大都是在胶囊内部设 置传感器， 变压器长期运行时传感器检测易失效， 还可能给胶囊带来其他的问题。 如文献 “换流变压器油枕胶囊破裂监测装置研究 ”( 《电子世界》 2015年2 4期)， 在胶囊内部放置棱镜 镜头、 光纤线等， 长期运行会 给胶囊带来其他的负面影 响。 申请号为202110178347.5的中国 实用新型专利公开了一种用于储油柜的在线智能监测装置传感器组和 健康状态值计算方 法， 通过9个传感器及其对应参数信号的计算， 得到储油柜健康状态值。 但其健康状态值计 算过程未见考虑 储油柜运行原理， 且涉及传感器多达9个， 这些设置在内部的传感器长时间 运行容易诱发其他问题， 导 致变压器储油柜的故障， 造成变压器损坏。 实用新型内容 [0005]本实用新型克服了现有技术存在的不足， 提供了一种基于边缘计算的变压器储油 柜缺陷监测装置， 实现对储油柜胶囊破损、 呼吸回路部分堵塞、 呼吸回路泄漏、 呼吸连管存 在水分杂质、 假油位等缺陷的有效监测识别， 通过油温的相对变化与储油柜呼出、 吸入的空 气流量的关系， 结合微波检测储油柜油位情况， 采用非接触式的方式来检测诊断储油柜的 缺陷， 一旦检测诊断出储油柜缺陷， 本实用新型通过云平台实时向变压器运行人员的客户说　明　书 1/7 页 3 CN 216283672 U 3