CN104596668A - 一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统 - Google Patents

Abstract

一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统。其包括声表面波传感器阵列、接收天线、取能模块、中心处理模块以及通讯模块。本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统的使用效果：可以对配电变压器温度进行分布式实时监测，因此能够有效避免配电变压器发热损坏事故的发生，提高了配电网运行可靠性。此外，大规模运用本系统还将有利于配电网动态增容，提高单位配网线路的输送容量，减少新建线路，降低基建成本。另外，本系统还具有温度测量精度高、成本低等优点。

Description

一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统

技术领域

本发明属于配电变压器运维检修技术领域，特别是涉及一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统。

背景技术

在电力系统中，配电变压器的可靠性直接关系到电网是否能够安全、高效、经济地运行。大部分配电变压器寿命的终结是因为其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的最主要因素是配电变压器运行时的温度。如果配电变压器运行时的温度过低，则配电变压器的能力就没有得到充分利用，减低了经济效益，而温度过高，不仅会影响配电变压器使用寿命，还将对配电变压器安全运行造成威胁。

配电变压器在大电流下会出现发热现象，当发热值超出设备允许值时将会导致绝缘热老化，严重情况下会造成绝缘热击穿，从而引起配电变压器出现故障，结果导致大面积停电事故，由此造成巨大的经济损失和社会影响，因此对配电变压器进行温度监测具有重要意义。

现有的配电变压器温度监测往往采用红外监测设备，但该设备存在测量精度差、价格昂贵、受空间环境影响大等缺点，因此不能广泛推广使用，且此类设备只能用于设备巡检，而无法实现长期在线监测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统。

为了达到上述目的，本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统包括：声表面波传感器阵列、接收天线、取能模块、中心处理模块以及通讯模块；其中声表面波传感阵列包括声表面波温度传感器和声表面波振动传感器，其通过无线的方式与接收天线相连接；接收天线用于与声表面波传感器阵列进行通讯；取能模块用于从配电网中获取直流电源，为中心处理模块以及通讯模块提供电源支持；中心处理模块与接收天线、通讯模块以及取能模块相连接，用于与接收天线通信，将接收天线测量结果转化为测量点的温度和振动情况，同时根据温度和振动情况利用内置算法进行分析，得到修正后的配电变压器温度分布情况及分级预警情况，然后将这些信息传输到通讯模块中；所述的通讯模块接收中心处理模块传输来的变压器温度分布情况和预警结果，并将上述数据上传到区域电网状态评价中心，同时该模块还可以将上级设置指令、查询指令传输给中心处理模块。

所述的配电变压器的三相出线套管部分分别布置三个声表面波温度传感器，在配电变压器的箱体正反面分别采用菱形配置方式设置四个声表面波温度传感器，同时在配电变压器箱体正反面分别采用矩形布置方式设置四个声表面波振动传感器。

所述的接收天线为等角螺旋天线或阿基米德天线。

本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统的使用效果：可以对配电变压器温度进行分布式实时监测，因此能够有效避免配电变压器发热损坏事故的发生，提高了配电网运行可靠性。此外，大规模运用本系统还将有利于配电网动态增容，提高单位配网线路的输送容量，减少新建线路，降低基建成本。另外，本系统还具有温度测量精度高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统组成框图。

图2这本系统中声表面波传感器阵列布置方案正面视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统包括声表面波传感器阵列1、接收天线2、取能模块5、中心处理模块3以及通讯模块4；其中声表面波传感阵列1包括声表面波温度传感器101和声表面波振动传感器102，其通过无线的方式与接收天线2相连接；接收天线2用于与声表面波传感器阵列1进行通讯；取能模块5用于从配电网中获取直流电源，为中心处理模块3以及通讯模块4提供电源支持；中心处理模块3与接收天线2、通讯模块4以及取能模块5相连接，用于与接收天线2通信，将接收天线2测量结果转化为测量点的温度和振动情况，同时根据温度和振动情况利用内置算法进行分析，得到修正后的配电变压器温度分布情况及分级预警情况，然后将这些信息传输到通讯模块4中；所述的通讯模块4接收中心处理模块3传输来的变压器温度分布情况和预警结果，并将上述数据上传到区域电网状态评价中心，同时该模块还可以将上级设置指令、查询指令传输给中心处理模块3。

为了防止因振动而导致声表面波温度传感器测量精度下降，所述的配电变压器的三相出线套管部分分别布置三个声表面波温度传感器101，在配电变压器的箱体正反面分别采用菱形配置方式设置四个声表面波温度传感器101，同时在配电变压器箱体正反面分别采用矩形布置方式设置四个声表面波振动传感器102，用于测量大电流引发的箱体振动，进而降低声表面波温度传感器101的误报。为降低环境噪声干扰，本声表面波温度传感阵列1的中心频率在600MHz附近。

所述的接收天线2为等角螺旋天线或阿基米德天线。

现将本发明提供的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统工作原理阐述如下：

声表面波传感阵列1中的声表面波温度传感器101和声表面波振动传感器102实时监测测量点的温度和振动情况，并反算配电变压器箱体的温度分布，然后以无线的方式传给接收天线2；中心处理模块3用于与接收天线2通信，并将接收天线2的测量结果转化为测量点的温度和振动情况，同时根据温度和振动情况利用内置算法进行分析，得到修正后的配电变压器温度分布情况，同时对温度情况进行正常、轻度过热、中度过热、严重过热的分级预警，最后将温度分布情况和预警结果传输到通讯模块4中。通讯模块4接收中心处理模块3传输来的配电变压器温度分布情况和预警结果，并将上述数据上传到区域电网状态评价中心，同时该模块还可以将上级设置指令、查询指令传输给中心处理模块3，通讯协议满足IEC61850的要求。

Claims (3)

1.一种基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统，其特征在于：其包括声表面波传感器阵列(1)、接收天线(2)、取能模块(5)、中心处理模块(3)以及通讯模块(4)；其中声表面波传感阵列(1)包括声表面波温度传感器(101)和声表面波振动传感器(102)，其通过无线的方式与接收天线(2)相连接；接收天线(2)用于与声表面波传感器阵列(1)进行通讯；取能模块(5)用于从配电网中获取直流电源，为中心处理模块(3)以及通讯模块(4)提供电源支持；中心处理模块(3)与接收天线(2)、通讯模块(4)以及取能模块(5)相连接，用于与接收天线(2)通信，将接收天线(2)测量结果转化为测量点的温度和振动情况，同时根据温度和振动情况利用内置算法进行分析，得到修正后的配电变压器温度分布情况及分级预警情况，然后将这些信息传输到通讯模块(4)中；所述的通讯模块(4)接收中心处理模块(3)传输来的变压器温度分布情况和预警结果，并将上述数据上传到区域电网状态评价中心，同时该模块还可以将上级设置指令、查询指令传输给中心处理模块(3)。

2.根据权利要求1所述的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统，其特征在于：所述的配电变压器的三相出线套管部分分别布置三个声表面波温度传感器(101)，在配电变压器的箱体正反面分别采用菱形配置方式设置四个声表面波温度传感器(101)，同时在配电变压器箱体正反面分别采用矩形布置方式设置四个声表面波振动传感器(102)。

3.根据权利要求1所述的基于声表面波的配电变压器温度在线监测系统，其特征在于：所述的接收天线(2)为等角螺旋天线或阿基米德天线。