CN102589742A - 一种基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,属光电子测量技术领域。
背景技术
油浸式电力变压器是电力系统运行的核心设备之一,而油浸式电力变压器油温度的高低直接关系到油浸式电力变压器的使用寿命以及输变电系统的运行安全,因此需要每个变电所对油浸式电力变压器油的温度进行监测。油浸式电力变压器的绝缘性与老化率与油浸式电力变压器油的温度有关,超过温度的允许限值不但会降低油浸式电力变压器的运行寿命,还会对油浸式电力变压器的安全运行造成威胁。在相关的国家标准中,对油浸式电力变压器在负载运行情况下的温升限制值或热点温度做了相应的规定。油浸式电力变压器国家标准GB1094.2—1996《电力变压器 第2部分温升》规定了,对于采用A级绝缘材料的变压器,油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为60K;油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为55K,我国油浸式电力变压器的温升标准均以环境温度40摄氏度为准。监测油浸式电力变压器的顶层油的温度,可以了解油浸式电力变压器的运行情况,对顶层油的温度进行现场监测,对实现电力系统的安全运行,进而对经济发展、社会稳定都有重要的现实意义。
发明内容
本发明涉及一种基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,利用温度对热敏电阻的电阻值的影响,实现对油浸式电力变压器内部温度的实时在线监测,准确度高。
本发明是通过以下技术方案来实现的:首先把热敏电阻温度传感器和万用表11相连接,热敏电阻温度传感器通过试验孔13插入到油浸式电力变压器12的顶层油中;待稳定后,根据万用表测出热敏电阻的电阻值;然后通过电阻和温度的变化关系式 ,计算出油浸式电力变压器顶层油的温度;最后把所测量的温度和油浸式电力变压器的温升标准进行比较,可以判断油浸式电力变压器是否处于正常工作情况。
所述的热敏电阻温度传感器的电阻值与温度变化关系的数学模型分析如下:
对于热敏电阻,电阻R与温度t的函数如公式(1):
(1)
(1)两边同除以R 0 可得:
(2)移向可得:
在(3) 式中为热敏电阻的温度系数,为t℃时的电阻值,为0℃时的电阻值100Ω。所以热敏电阻的阻值与温度的变化成线性关系。
则油浸式电力变压器油温度的变化:
所述的油浸式电力变压器国家标准GB1094.2—1996《电力变压器 第2部分温升》规定:对于采用A级绝缘材料的变压器,油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为60K;油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为55K,我国油浸式电力变压器的温升标准均以环境温度40摄氏度为准;根据这个规定,如果是油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温超过100 K或者是油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温超过95K,可以判断该油浸式电力变压器处于非正常工作状态。
所述的热敏电阻温度传感器插入到油浸式电力变压器的顶层油得深度以刚好完全浸没热敏电阻温度传感器为宜,热敏电阻温度传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中,热敏电阻传感器优选为铂电阻传感器。
所述的热敏电阻温度传感器、万用表、油浸式电力变压器均为市售的普通元件。
所述测温位置的选择:由于油浸式电力变压器中的油在温差或油泵的驱动下,从底部经过各个绕组内部和外部的油道,流过顶部,因而顶层油温是各部分油汇合的温度的反映,也是油浸式电力变压器油中的最高温度;所以通过监测油浸式电力变压器油的顶层温度,可以更加全面地掌握油浸式电力变压器的运行状况,避免了因油温的过热引发的故障,而最终导致电缆火灾、局部电网瘫痪。
本发明的工作原理:热敏电阻温度传感器通过油浸式电力变压器的试验孔,插入到顶层油中,确保热敏电阻温度传感器能检测油浸式电力变压器的顶层油的温度;当油浸式电力变压器因接点接触不良、磁路故障、导体故障等原因产生大量的热量,通过油浸式电力变压器油传递到热敏电阻温度传感器,导致热敏电阻温度传感器的电阻值方式变化,最终达到对油浸式电力变压器油的温度进行实时监测的目的。
本发明的有益效果:
1、采用热敏电阻温度传感器手段测量,体积小、耐腐蚀、准确度高;
2、热敏电阻温度传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中,可以实时检测油浸式电力变压器的顶层油的温度;
3、本发明结构简单,便于操作。
附图说明
图1为本发明热敏电阻安装在油浸式电力变压器上的示意图;
图2为本发明实施例2所用热敏电阻温度传感器结构示意图;
图中:1-热敏电阻、2-铜管、3-带螺纹的铜管、4-铜垫、5-氟硅胶密封圈、6-螺母、7-线孔、8-引入引出线、9-手柄、10-聚四氟乙烯套管、11-万有表、12-油浸式电力变压器、13-油浸式电力变压器的试验孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明作进一步说明:
实施例1:如图1所示:本基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,是首先把热敏电阻温度传感器和万用表11相连接,热敏电阻温度传感器通过试验孔13插入到油浸式电力变压器12的顶层油中;待稳定后,根据万用表测出的热敏电阻阻值;然后通过电阻和温度的变化关系式 ,计算出油浸式电力变压器顶层油的温度;最后把所测量的温度和油浸式电力变压器的温升标准进行比较,可以判断油浸式电力变压器是否处于正常工作情况下。
油浸式电力变压器国家标准GB1094.2—1996《电力变压器 第2部分温升》规定:对于采用A级绝缘材料的变压器,油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为60K;油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温升为55K,我国油浸式电力变压器的温升标准均以环境温度40摄氏度为准;根据这个规定,如果是油不与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温超过100 K或者是油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温超过95K,可以判断该油浸式电力变压器处于非正常工作状态。
本方法的热敏电阻温度传感器采用普通市售元件,热敏电阻温度传感器插入到油浸式电力变压器的顶层油得深度以刚好完全浸没热敏电阻温度传感器为宜,热敏电阻温度传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中,以实现对油浸式电力变压器的实时检测。
实施例2:如图1所示:本基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法的具体方法与过程与实施例1相同。为了更好地实现本方法,本实施例中采用了一种可调式热敏电阻温度传感器,如图2所示:它由热敏电阻1、铜管2、带螺纹的铜管3、铜垫4、氟硅胶密封圈5、螺母6、线孔7、引入引出线8、手柄9、聚四氟乙烯套管10、万有表11组成;铜管2、带螺纹的铜管3和手柄9为一体成型的结构,并在内部加工线孔7,铜管2底端是密封的;在带外螺纹的铜管3上依次套有铜垫4、氟硅胶密封圈5和螺母6;通过线孔7,热敏电阻1放置在线孔7底部,并用聚四氟乙烯套管10保护传输线,且把聚四氟乙烯套管10的一端稍稍套入线孔7,实现整平、密封、无缝的连接,引入引出线8与万用表11相连接。
我国关于油浸式电力变压器的油温测温装置中规定,变压器应装有管座。管座应设在油箱的顶部,并伸入油内为12010mm。本发明设计可调式热敏电阻传感器可以通过带螺纹的铜管3、铜垫4、氟硅胶密封圈5和螺母6,调节伸入油浸式电力变压器油的深度,既可以满足国家标准,又可以保证测量的对象为油浸式电力变压器的顶层油温,确保测量的精确性。
本发明是通过具体实施过程进行说明的,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对发明专利进行各种变换及等同代替,因此,本发明专利不局限于所公开的具体实施过程,而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,其特征是:根据国家变压器的温升标准规定,油不与大气直接接触的油浸式电力变压器的顶层油温超过100 K、或者油与大气直接接触的油浸式电力变压器顶层油温超过95K,即可以判断该油浸式电力变压器处于非正常工作状态。
3.根据权利要求1所述的基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,其特征是:所述的热敏电阻温度传感器插入到油浸式电力变压器的顶层油的深度以刚好完全浸没热敏电阻温度传感器为宜。
4.根据权利要求1所述的基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,其特征是:所述的热敏电阻温度传感器可以长期插入到油浸式电力变压器的顶层油中。
5.根据权利要求1所述的基于热敏电阻的油浸式电力变压器顶层油温度监测方法,其特征是:所述的热敏电阻传感器为铂电阻传感器。
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