[發(fā)明專利]一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫模塊及方法

在審

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• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112461390A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 李建生;郭鵬宇;魏旭;陳剛;王銘民;陶風波;鄧潔清;吳益明;蔚超;陸云才;吳鵬;楊小平;謝天喜;王勝權
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/022;G01K1/024
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫模塊，包括信號采集模塊、通訊模塊及上位機處理模塊，所述信號采集模塊包括多個溫度傳感器，通訊模塊包括分線器、信號采集卡；多個溫度傳感器的輸出端通過分線器與信號采集卡的輸入端連接，信號采集卡的輸出端與上位機處理模塊連接；上位機處理模塊中，采用的是遺傳算法，根據(jù)通訊模塊中傳來的數(shù)據(jù)進行分析，判斷熱點溫度是否達到預警值。本發(fā)明通過多個傳感器對變壓器溫度進行全方位的多點監(jiān)測，通過算法定位變壓器的熱點溫度及對應位置，能夠迅速、準確的判斷出變壓器是否存在風險并給予報警，有效預防變壓器故障的發(fā)生，極大的保障了社會財產(chǎn)安全。

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫模塊及方法，屬于變壓器技術領域。

背景技術

變壓器作為電力系統(tǒng)中昂貴且難以更換的設備，油浸式變壓器的故障將降低電力系統(tǒng)的可靠性甚至威脅人身安全。繞組溫度是電力變壓器中非常重要的測量因素，它決定了變壓器的狀態(tài)、負載能力和使用壽命。目前，人們越來越關注保持變壓器的長時間使用狀況，變壓器的負載能力和使用壽命很大程度上取決于變壓器將內部產(chǎn)生的熱量散發(fā)到周圍的能力，即變壓器的熱性能。熱性能的部分特征在于油浸式變壓器內的繞組溫度分布和傳熱，因此，研究變壓器熱性能可以提高變壓器的利用率。通過在線比較測量的量如頂部油溫、熱點溫度等和通過物理模型或數(shù)學模型或人工智能算法獲得的計算值，一些快速發(fā)展的故障，例如泵或風扇的故障可以檢測到。因此，準確監(jiān)測繞組溫度分布可以確保變壓器高效可靠地運行。

目前針對變壓器內部繞組溫度的測量方法主要為熱模擬法，但其容易受到環(huán)境因素影響，并且無法反應變壓器內部具體位置的溫度變化，而根據(jù)國標GB1094.2.1996中給出的變壓器繞組溫度計算的具體方法，給出架設條件過多，與現(xiàn)實情況有時存在較大差距，并且這兩種方法也沒有參考變壓器內部各組件在熱傳遞過程中的影響，總體而言不能很好地與實際結果吻合，也不能起到較好的實時監(jiān)測與熱點溫度定位的作用。而基于各類仿真軟件的有限元分析變壓器內部熱場的變化計算熱點溫度需要時間過長，并且邊界條件限制了其求解，在現(xiàn)實中通用性不大。

發(fā)明內容

目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫模塊，包括信號采集模塊、通訊模塊及上位機處理模塊，所述信號采集模塊包括多個溫度傳感器，所述通訊模塊包括分線器、信號采集卡；

多個溫度傳感器的輸出端通過分線器與信號采集卡的輸入端連接，信號采集卡的輸出端與上位機處理模塊連接。

進一步地，溫度傳感器安裝在變壓器內部多個不同的位置。

進一步地，繞組間，溫度傳感器安裝在繞組的墊片上；鐵芯及變壓器箱體表面通過螺孔安裝溫度傳感器。

進一步地，所述溫度傳感器的內部熱電偶材料為銅鎳，熱電偶的引出端焊接金屬結球；熱電偶外部包覆絕緣層，所述絕緣層材料為聚四氟乙烯。

進一步地，所述上位機處理模塊中，采用遺傳算法對通訊模塊中傳輸來的數(shù)據(jù)進行分析。

一種適用于油浸式變壓器的分布式比較型測溫方法，基于前述測溫模塊進行，包括如下過程，

通過安裝在鐵芯上部的溫度傳感器所測溫度得到變壓器上部絕緣油平均溫度，通過安裝在繞組間的溫度傳感器測得繞組熱點溫度；

實際的變壓器熱點溫度作為未知量，根據(jù)經(jīng)驗值設置熱點溫度初值并輸入上位機處理模塊中通過遺傳算法進行迭代，輸出結果為繞組熱點溫度；

迭代終止條件為遺傳算法輸出值與實際測得的繞組熱點溫度之差小于0.5℃，此時作為輸入值的熱點溫度則為變壓器熱點溫度；遺傳算法變異算子不大于10％，交叉算子不大于10％。