[發(fā)明專(zhuān)利]GIL管廊在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及溫度狀態(tài)判別方法、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010195733.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111460706B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁然;李洪濤;楊景剛;馬勇;趙科;騰云;劉媛;高山;王靜君;李玉杰;宋思齊;劉詠飛;楊騉;肖焓艷;馬徑坦;郭佳豪;梁睿;喬宇嬌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;中國(guó)礦業(yè)大學(xué);江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/23
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/23;G06F30/18;G01B7/16;G01D21/02;G01J5/00;G01N25/66;G01N27/26;G01R31/12;G06F113/04;G06F119/08;G06F111/02
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓交流GIL管廊在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及溫度狀態(tài)判別方法，包括如下步驟：將高壓交流GIL管廊分成若干線(xiàn)段；對(duì)每個(gè)線(xiàn)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸；建立有限元模型，利用包含電磁場(chǎng)、流體場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的多物理場(chǎng)耦合計(jì)算方法迭代求解數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)比計(jì)算出的殼體溫度和采集的殼體溫度數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷管廊實(shí)時(shí)溫度狀態(tài)；實(shí)時(shí)顯示每個(gè)線(xiàn)段的SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電四種數(shù)據(jù)信號(hào)以及溫度狀態(tài)判別結(jié)果，綜合分析GIL管廊實(shí)時(shí)狀態(tài)。本發(fā)明綜合了GIL管廊SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)高壓交流GIL管廊進(jìn)行全面評(píng)估，滿(mǎn)足實(shí)際工程的需求，加強(qiáng)高壓交流GIL管廊溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種集殼體溫度監(jiān)測(cè)、導(dǎo)體溫度監(jiān)測(cè)和環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)的智能化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)為一體的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種高壓交流GIL管廊在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及溫度狀態(tài)判別方法、系統(tǒng)及其存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)高壓交流建設(shè)的發(fā)展，氣體絕緣輸電線(xiàn)路在特高壓輸電、核電、離岸大規(guī)模風(fēng)電等工程中具有不可替代的作用，溫度場(chǎng)與熱應(yīng)變特性研究對(duì)其安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。GIL導(dǎo)體焦耳熱損耗所產(chǎn)生的熱量使導(dǎo)體溫度升高，同時(shí)通過(guò)熱交換使絕緣氣體升溫，加之GIL殼體感應(yīng)電流熱損耗與渦流熱損耗，最終引起導(dǎo)體、殼體和內(nèi)部絕緣氣體溫度的上升，因此GIL設(shè)備溫度是判斷GIL是否正常運(yùn)行的重要技術(shù)指標(biāo)，而且GIL承載電流常常達(dá)到數(shù)千安培，所以有必要對(duì)GIL管廊溫度進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，以減小因溫度過(guò)高引起的故障。

但是，目前高壓交流GIL管廊在實(shí)際工程應(yīng)用上仍然存在許多問(wèn)題，管廊內(nèi)部充有絕緣氣體，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)傳感器不能有效采集GIL管廊內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，采集信號(hào)不全面，采集效率低且方法不完善，以及不能根據(jù)GIL管廊的構(gòu)造合理分布傳感器的問(wèn)題，由于其易受到溫度等因素的影響，在運(yùn)行過(guò)程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種信號(hào)，以保證GIL管廊運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決目前GIL管廊不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各類(lèi)信號(hào)且不能及時(shí)準(zhǔn)確的判別其是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題，提出一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電信號(hào)的方法，同時(shí)設(shè)計(jì)紅外測(cè)溫探頭的安裝分布點(diǎn)，并且通過(guò)建立有限元模型，利用多物理場(chǎng)耦合方法迭代求解數(shù)學(xué)模型，得到溫度參數(shù)包括焦耳熱損耗量、熱傳導(dǎo)量、熱輻射量、熱對(duì)流量，以及殼體正常運(yùn)行的溫度計(jì)算值，以此正常值為標(biāo)準(zhǔn)，判別GIL管廊實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，便于分析GIL管廊溫度狀態(tài)，有助于提高GIL管廊運(yùn)行的可靠性。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種高壓交流GIL管廊在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及溫度狀態(tài)判別方法，包括如下步驟：

S1：對(duì)經(jīng)過(guò)分段后的高壓交流GIL管廊的每個(gè)線(xiàn)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，采集的數(shù)據(jù)包括高壓交流GIL管廊的SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電四種數(shù)據(jù)信號(hào)；

S2：建立有限元模型，利用包含電磁場(chǎng)、流體場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的多物理場(chǎng)耦合計(jì)算方法迭代求解數(shù)學(xué)模型，以電磁場(chǎng)計(jì)算的焦耳熱損耗作為溫度場(chǎng)的熱源，分析熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱以及熱輻射三種傳熱方式，得到正常運(yùn)行狀態(tài)下的殼體溫度，然后選取殼體溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比計(jì)算出的殼體溫度和采集的殼體溫度數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷各段管廊的實(shí)時(shí)溫度是否處于正常狀態(tài)；

S3：實(shí)時(shí)顯示高壓交流GIL管廊的每個(gè)線(xiàn)段的SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電四種數(shù)據(jù)信號(hào)以及步驟S2得到的溫度狀態(tài)判別結(jié)果，綜合分析GIL管廊實(shí)時(shí)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，在GIL管廊氣室劃分的基礎(chǔ)上形成數(shù)據(jù)采集的線(xiàn)段，包括補(bǔ)償線(xiàn)段、直線(xiàn)線(xiàn)段、上升線(xiàn)段、轉(zhuǎn)角線(xiàn)段、下降線(xiàn)段以及定向線(xiàn)段，線(xiàn)段劃分能提高數(shù)據(jù)采集的效率和精確度。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中SF6氣體狀態(tài)、殼體溫度、線(xiàn)路熱伸縮變形和局部放電四種數(shù)據(jù)信號(hào)的監(jiān)測(cè)方法分別為：

所述SF6氣體狀態(tài)檢測(cè)分為純度檢測(cè)和濕度檢測(cè)，純度檢測(cè)使用電化學(xué)傳感器法檢測(cè)電信號(hào)值的變化，濕度檢測(cè)使用露點(diǎn)法測(cè)量露點(diǎn)溫度；