一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，包括有單片機溫度計算和控制單元，其特征在于，還設(shè)置有：pt100鉑電阻溫度傳感器，用于測量干式變壓器三相低壓繞組氣道上部空氣溫度；單片機溫度計算和控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的變壓器額定參數(shù)、氣道尺寸、有無軸流冷卻風機等信息以及接收到的pt100鉑電阻溫度傳感器的溫度信息，經(jīng)過計算得到變壓器低壓繞組最熱點的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)軸流冷卻風機啟動和停止、報警和跳閘溫度值分別啟動或停止軸流冷卻風機、發(fā)出聲音與閃光報警信號和跳閘信號；溫度顯示單元用于對變壓器三相低壓繞組最熱點溫度進行循環(huán)顯示。該測溫方法具有簡化變壓器設(shè)計的優(yōu)點，具有一定的實用和推廣價值。
【專利說明】 一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干式變壓器溫度測量方法和系統(tǒng)，特別是涉及一種適用范圍廣，安裝方便、模塊化結(jié)構(gòu)，可進行溫度智能計算和控制的一種樹脂澆注式干式變壓器溫度測量和控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器作為電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，對于電力系統(tǒng)的安全運行具有非常重要的影響。變壓器按照冷卻方式的不同分為油浸式變壓器和干式變壓器。油浸式變壓器以油作為冷卻介質(zhì)，主要為大中型電力變壓器，但是油浸式電力變壓器具有易燃、易爆、易污染環(huán)境的缺點，不適合用在防火性要求較高的場所，例如，公寓建筑、購物場所、火車站、醫(yī)院等地方。而干式變壓器具有結(jié)構(gòu)簡單、防火、無毒、防塵等特點，這些特點正好彌補了油浸式變壓器的缺點，正因如此，干式變壓器的應(yīng)用范圍在不斷擴大，在城市配電系統(tǒng)中已經(jīng)基本取代了油浸式變壓器。
[0003]干式變壓器以空氣作為冷卻介質(zhì)，由于空氣的導(dǎo)熱性比油的導(dǎo)熱性要差，因此干式變壓器導(dǎo)熱和散熱的情況要受到很大影響。干式變壓器在運行時鐵芯和繞組都要發(fā)熱，導(dǎo)線的外層包有絕緣層，而絕緣層的安全可靠性很大程度上決定著干式變壓器的使用壽命。當繞組溫度升高到規(guī)定值時就會加速絕緣層的老化，絕緣層被破壞后無法進行現(xiàn)場修復(fù)。因此實時監(jiān)測干式變壓器繞組的最熱點溫度對于干式變壓器使用壽命和安全可靠運行具有十分重要的意義。
[0004]目前大型干式變壓器普遍采用通過預(yù)埋在低壓繞組最熱處的PtlOO熱敏測溫電阻檢測溫度信號。變壓器負載增大，運行溫度上升，當繞組溫度達某一數(shù)值時，系統(tǒng)自動啟動風機冷卻；當繞組溫度降低至某一數(shù)值時，系統(tǒng)自動停止風機。而一些中小型干式變壓器則沒有安裝繞組溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這很不利于干式變壓器的安全運行，也將給用戶帶來危險，特別是一些重要的用電負荷。
[0005]因此，發(fā)明一種價格低廉而且能夠便于在中小型干式變壓器上安裝并對變壓器繞組最熱點溫度進行監(jiān)測的測溫系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價值。
[0006]基于以上分析，本發(fā)明提出了一種不用對變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計進行改動的，易于安裝，擴展性好的非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法和系統(tǒng)。該方法具有通用性強，不需要對硬件進行改動而只需要通過對軟件參數(shù)進行修改而達到適應(yīng)不同干式變壓器的測溫需求，具有成本低、原理簡單、結(jié)果精確的優(yōu)點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出了一種結(jié)構(gòu)簡便，設(shè)計簡單，模塊化結(jié)構(gòu)，具有靈活擴展性和便捷功能，可以對各類型干式變壓器繞組溫度進行測量的測溫方法和系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，包括有單片機溫度計算和控制單元，其特征在于，還設(shè)置有=Pt10鉬電阻溫度傳感器，用于測量干式變壓器三相低壓繞組氣道上部空氣溫度，電流信號調(diào)理單元用于將Pt10鉬電阻溫度傳感器輸出的4?20mA電流信號變換為電壓信號，并將電壓信號發(fā)送到單片機溫度計算和控制單元；單片機溫度計算和控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的變壓器額定參數(shù)、氣道尺寸、有無軸流冷卻風機等信息以及接收到的PtlOO鉬電阻溫度傳感器的溫度信息，經(jīng)過計算得到變壓器低壓繞組最熱點的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)軸流冷卻風機啟動和停止、報警和跳閘溫度值分別啟動或停止軸流冷卻風機、發(fā)出聲音與閃光報警信號和跳閘信號；溫度顯示單元用于對變壓器三相低壓繞組最熱點溫度進行循環(huán)顯示。該系統(tǒng)相對于干式變壓器在繞組最熱點預(yù)埋溫度傳感器的傳統(tǒng)測溫方式具有安裝方便、維護容易、簡化變壓器設(shè)計和生產(chǎn)工藝的優(yōu)點，而且更加靈活、可以適應(yīng)不同容量和形狀的干式變壓器測溫需要，具有一定的實用和推廣價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的變壓器A相測溫位置示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明的測溫原理框圖；
[0012]其中:
[0013]11:A相鐵芯12:鐵芯與低壓繞組間的氣道
[0014]13:上軛14:低壓繞組
[0015]15:低壓繞組與高壓繞組間的氣道16:高壓繞組

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)做出詳細的說明。
[0017]如圖1，圖2所示:本發(fā)明的非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，包括有溫度傳感器2、電流信號調(diào)理單元3、單片機溫度計算和控制單元4、溫度顯示與數(shù)據(jù)存儲單元5以及通訊單元6，其工作過程如下:溫度傳感器2采用ptlOO鉬電阻溫度傳感器，通過固定裝置放置與各相鐵芯與低壓繞組的氣道上部，用于測量干式變壓器三相低壓繞組氣道上部空氣溫度；電流信號調(diào)理單元3用于將ptlOO鉬電阻溫度傳感器輸出的4?20mA電流信號變換為電壓信號，并將電壓信號發(fā)送到單片機溫度計算和控制單元4;單片機溫度計算和控制單元4根據(jù)預(yù)先設(shè)定的變壓器額定參數(shù)、氣道尺寸、有無軸流冷卻風機等信息以及接收到的PtlOO鉬電阻溫度傳感器的溫度信息，經(jīng)過計算得到變壓器低壓繞組最熱點的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)軸流冷卻風機啟動和停止、報警和跳閘溫度值分別啟動或停止軸流冷卻風機、發(fā)出聲音與閃光報警信號和跳閘信號；溫度顯示與數(shù)據(jù)存儲單元5對變壓器三相低壓繞組最熱點溫度進行循環(huán)顯示并進行存儲并通過通訊單元6傳輸給上位機。
[0018]如圖3所示，變壓器溫度場計算數(shù)學(xué)模型根據(jù)電熱類比原理，根據(jù)干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點，建立電路模型來進行變壓器繞組溫升計算；其中數(shù)學(xué)模型中的熱阻和熱容的取值隨著變壓器的容量、額定電壓和電流大小、變壓器結(jié)構(gòu)參數(shù)，有無軸流風機及軸流風機的參數(shù)的不同而不同，同時還需要根據(jù)周圍環(huán)境溫度對計算結(jié)果進行修正，最后通過測量氣道上端空氣溫度計算得到變壓器低壓繞組最熱點的溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，包括有單片機溫度計算和控制單元(4)，其特征在于，還設(shè)置有:電流信號調(diào)理單元(3)，用于將溫度傳感器(2)輸出的干式電力變壓器(I)低壓繞組氣道內(nèi)的空氣溫度信號電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將溫度信號發(fā)送至單片機溫度計算單元(41);溫度顯示與數(shù)據(jù)存儲單元(5)接收單片機溫度計算和控制單元(4)的發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在液晶顯示器(51)上顯示，存儲器(52)用于存儲變壓器運行中的溫度和操作信息；通訊單元6提供RS485/232通訊方式和上位機進行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，其特征在于，所述的單片機溫度計算和控制單元(4)包括有能夠根據(jù)變壓器容量、繞組形式、變壓器外形尺寸、氣道尺寸和軸流冷卻風機等信息對變壓器低壓繞組最熱點溫度進行計算的單片機溫度計算單元(41);根據(jù)單片機溫度計算單元(2)的溫度計算結(jié)果與預(yù)設(shè)的報警溫度相比較進行聲音和LED燈閃爍報警的溫度報警單元(42);根據(jù)預(yù)設(shè)的軸流冷卻風機啟動和停止溫度對軸流風機進行控制的軸流風機控制單元(43)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式智能干式變壓器溫度測量方法與系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫度顯示與數(shù)據(jù)存儲單元(5)包括有不僅能夠?qū)τ嬎愫蟮牡蛪豪@組最熱點溫度進行實時顯示，還可以采用輪流顯示模式對氣道內(nèi)的空氣溫度進行顯示的液晶顯示器(51);能夠存儲單片機溫度計算和控制單元(4)輸出數(shù)據(jù)的存儲器(52)。
【文檔編號】G05D23/30GK104199486SQ201410435992
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】孫醒濤, 張奇云, 高圣偉, 張牧 申請人:天津工業(yè)大學(xué)