一種基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于配電變壓器運維檢修技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，配電變壓器的可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)是否能夠安全、高效、經(jīng)濟地運行。大部分配電變壓器壽命的終結(jié)是因為其喪失了應(yīng)有的絕緣能力，而影響絕緣能力的最主要因素是配電變壓器運行時的溫度。如果配電變壓器運行時的溫度過低，則配電變壓器的能力就沒有得到充分利用，減低了經(jīng)濟效益，而溫度過高，不僅會影響配電變壓器使用壽命，還將對配電變壓器安全運行造成威脅。
[0003]配電變壓器在大電流下會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)熱值超出設(shè)備允許值時將會導(dǎo)致絕緣熱老化，嚴(yán)重情況下會造成絕緣熱擊穿，從而引起配電變壓器出現(xiàn)故障，結(jié)果導(dǎo)致大面積停電事故，由此造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響，因此對配電變壓器進行溫度監(jiān)測具有重要意義。
[0004]現(xiàn)有的配電變壓器溫度監(jiān)測往往采用紅外監(jiān)測設(shè)備，但該設(shè)備存在測量精度差、價格昂貴、受空間環(huán)境影響大等缺點，因此不能廣泛推廣使用，且此類設(shè)備只能用于設(shè)備巡檢，而無法實現(xiàn)長期在線監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)包括:聲表面波傳感器陣列、接收天線、取能模塊、中心處理模塊以及通訊模塊；其中聲表面波傳感陣列包括聲表面波溫度傳感器和聲表面波振動傳感器，其通過無線的方式與接收天線相連接；接收天線用于與聲表面波傳感器陣列進行通訊；取能模塊用于從配電網(wǎng)中獲取直流電源，為中心處理模塊以及通訊模塊提供電源支持；中心處理模塊與接收天線、通訊模塊以及取能模塊相連接，用于與接收天線通信，將接收天線測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為測量點的溫度和振動情況，同時根據(jù)溫度和振動情況利用內(nèi)置算法進行分析，得到修正后的配電變壓器溫度分布情況及分級預(yù)警情況，然后將這些信息傳輸?shù)酵ㄓ嵞K中；所述的通訊模塊接收中心處理模塊傳輸來的變壓器溫度分布情況和預(yù)警結(jié)果，并將上述數(shù)據(jù)上傳到區(qū)域電網(wǎng)狀態(tài)評價中心，同時該模塊還可以將上級設(shè)置指令、查詢指令傳輸給中心處理模塊。
[0007]所述的配電變壓器的三相出線套管部分分別布置三個聲表面波溫度傳感器，在配電變壓器的箱體正反面分別采用菱形配置方式設(shè)置四個聲表面波溫度傳感器，同時在配電變壓器箱體正反面分別采用矩形布置方式設(shè)置四個聲表面波振動傳感器。
[0008]所述的接收天線為等角螺旋天線或阿基米德天線。
[0009]本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用效果:可以對配電變壓器溫度進行分布式實時監(jiān)測，因此能夠有效避免配電變壓器發(fā)熱損壞事故的發(fā)生，提高了配電網(wǎng)運行可靠性。此外，大規(guī)模運用本系統(tǒng)還將有利于配電網(wǎng)動態(tài)增容，提高單位配網(wǎng)線路的輸送容量，減少新建線路，降低基建成本。另外，本系統(tǒng)還具有溫度測量精度高、成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)組成框圖。
[0011]圖2這本系統(tǒng)中聲表面波傳感器陣列布置方案正面視圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)進行詳細(xì)說明。
[0013]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)包括聲表面波傳感器陣列1、接收天線2、取能模塊5、中心處理模塊3以及通訊模塊4 ;其中聲表面波傳感陣列I包括聲表面波溫度傳感器101和聲表面波振動傳感器102，其通過無線的方式與接收天線2相連接；接收天線2用于與聲表面波傳感器陣列I進行通訊；取能模塊5用于從配電網(wǎng)中獲取直流電源，為中心處理模塊3以及通訊模塊4提供電源支持；中心處理模塊3與接收天線2、通訊模塊4以及取能模塊5相連接，用于與接收天線2通信，將接收天線2測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為測量點的溫度和振動情況，同時根據(jù)溫度和振動情況利用內(nèi)置算法進行分析，得到修正后的配電變壓器溫度分布情況及分級預(yù)警情況，然后將這些信息傳輸?shù)酵ㄓ嵞K4中；所述的通訊模塊4接收中心處理模塊3傳輸來的變壓器溫度分布情況和預(yù)警結(jié)果，并將上述數(shù)據(jù)上傳到區(qū)域電網(wǎng)狀態(tài)評價中心，同時該模塊還可以將上級設(shè)置指令、查詢指令傳輸給中心處理模塊3。
[0014]為了防止因振動而導(dǎo)致聲表面波溫度傳感器測量精度下降，所述的配電變壓器的三相出線套管部分分別布置三個聲表面波溫度傳感器101，在配電變壓器的箱體正反面分別采用菱形配置方式設(shè)置四個聲表面波溫度傳感器101，同時在配電變壓器箱體正反面分別采用矩形布置方式設(shè)置四個聲表面波振動傳感器102，用于測量大電流引發(fā)的箱體振動，進而降低聲表面波溫度傳感器101的誤報。為降低環(huán)境噪聲干擾，本聲表面波溫度傳感陣列I的中心頻率在600MHz附近。
[0015]所述的接收天線2為等角螺旋天線或阿基米德天線。
[0016]現(xiàn)將本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理闡述如下:
[0017]聲表面波傳感陣列I中的聲表面波溫度傳感器101和聲表面波振動傳感器102實時監(jiān)測測量點的溫度和振動情況，并反算配電變壓器箱體的溫度分布，然后以無線的方式傳給接收天線2 ;中心處理模塊3用于與接收天線2通信，并將接收天線2的測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為測量點的溫度和振動情況，同時根據(jù)溫度和振動情況利用內(nèi)置算法進行分析，得到修正后的配電變壓器溫度分布情況，同時對溫度情況進行正常、輕度過熱、中度過熱、嚴(yán)重過熱的分級預(yù)警，最后將溫度分布情況和預(yù)警結(jié)果傳輸?shù)酵ㄓ嵞K4中。通訊模塊4接收中心處理模塊3傳輸來的配電變壓器溫度分布情況和預(yù)警結(jié)果，并將上述數(shù)據(jù)上傳到區(qū)域電網(wǎng)狀態(tài)評價中心，同時該模塊還可以將上級設(shè)置指令、查詢指令傳輸給中心處理模塊3，通訊協(xié)議滿足IEC61850的要求。
【主權(quán)項】
1.一種基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:其包括聲表面波傳感器陣列(I)、接收天線⑵、取能模塊(5)、中心處理模塊(3)以及通訊模塊⑷；其中聲表面波傳感陣列(I)包括聲表面波溫度傳感器(101)和聲表面波振動傳感器(102)，其通過無線的方式與接收天線(2)相連接；接收天線(2)用于與聲表面波傳感器陣列(I)進行通訊；取能模塊(5)用于從配電網(wǎng)中獲取直流電源，為中心處理模塊(3)以及通訊模塊(4)提供電源支持；中心處理模塊⑶與接收天線(2)、通訊模塊(4)以及取能模塊(5)相連接，用于與接收天線(2)通信，將接收天線(2)測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為測量點的溫度和振動情況，同時根據(jù)溫度和振動情況利用內(nèi)置算法進行分析，得到修正后的配電變壓器溫度分布情況及分級預(yù)警情況，然后將這些信息傳輸?shù)酵ㄓ嵞K(4)中；所述的通訊模塊(4)接收中心處理模塊(3)傳輸來的變壓器溫度分布情況和預(yù)警結(jié)果，并將上述數(shù)據(jù)上傳到區(qū)域電網(wǎng)狀態(tài)評價中心，同時該模塊還可以將上級設(shè)置指令、查詢指令傳輸給中心處理模塊(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的配電變壓器的三相出線套管部分分別布置三個聲表面波溫度傳感器(101)，在配電變壓器的箱體正反面分別采用菱形配置方式設(shè)置四個聲表面波溫度傳感器(101)，同時在配電變壓器箱體正反面分別采用矩形布置方式設(shè)置四個聲表面波振動傳感器(102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的接收天線(2)為等角螺旋天線或阿基米德天線。
【專利摘要】一種基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。其包括聲表面波傳感器陣列、接收天線、取能模塊、中心處理模塊以及通訊模塊。本發(fā)明提供的基于聲表面波的配電變壓器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用效果：可以對配電變壓器溫度進行分布式實時監(jiān)測，因此能夠有效避免配電變壓器發(fā)熱損壞事故的發(fā)生，提高了配電網(wǎng)運行可靠性。此外，大規(guī)模運用本系統(tǒng)還將有利于配電網(wǎng)動態(tài)增容，提高單位配網(wǎng)線路的輸送容量，減少新建線路，降低基建成本。另外，本系統(tǒng)還具有溫度測量精度高、成本低等優(yōu)點。
【IPC分類】G01K11-26
【公開號】CN104596668
【申請?zhí)枴緾N201510041784
【發(fā)明人】李超群, 賈詩樂, 馬國明, 孫云東, 李擁福, 孫建剛, 田成鳳, 王弘晟, 張奇, 南亞楠, 趙勇, 高海霞, 王磊, 楊宇全, 楊濱, 邵潔, 劉建宇, 王冬, 曹筱鷗
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月28日