CN108955926A - 一种应用于绝缘油温度的分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于绝缘油温度的分析系统，包括：温度采集模块，用于测量并且采集置于容器中的绝缘油温度；A/D转换模块，与温度采集模块相连接，用于将温度采集模块发送的温度模拟信号转换为温度数字信号；数据分析模块，与A/D转换模块相连接，用于根据A/D转换模块发送的温度数字信号进行处理，生成数据分析结果；液晶显示模块，与数据分析模块相连接，用于显示数据分析模块发送的数据分析结果。本发明实现了同一时间内对不同位置处绝缘油温度的测定，较为便捷；可以计算得到容器中绝缘油的平均温度，对油纸绝缘模拟老化实验具有重要的参考价值；根据绝缘油的平均温度可以完成对绝缘纸寿命的预测，进而大致确定老化实验时间。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种应用于绝缘油温度的分析系统。
背景技术
油浸式电力变压器是电力系统中变电环节的主要设备，而油纸绝缘结构又是其中主要的绝缘结构，因此绝缘油与绝缘纸的老化状态诊断结果对电力系统的风险评估有重要的参考价值。为了更加便捷、准确地诊断绝缘油与绝缘纸的老化状态，近几年来许多学者都在进行油纸绝缘模拟老化实验，而在油纸绝缘模拟老化实验中，绝缘油的温度以及老化时间对实验结果有很大的影响，精确地测量出绝缘油的温度并能够准确地估算出老化实验的时间是实验顺利开展的重要保障。
目前的油纸绝缘模拟老化实验中，大部分学者采用的是利用热电偶测温仪分别测量绝缘油中各处温度并以此为依据粗略估算老化实验时间的方法，这种方法的缺点之一是绝缘油作为一种粘性液体，其中每处温度各不相同，采用简单的抽样测量法无法精确地得到绝缘油的温度分布情况，而采用多次抽样的方法虽然可以得到其中大部分位置的温度值，但是操作比较复杂，而且抽样次数越多，花费时间越长，测量误差也就越大；另外一个缺点是单纯地根据测得的几处绝缘油温度难以预测绝缘纸的寿命，也就无法确定老化实验时间，或是老化实验时间过长使得大部分绝缘纸样品最终都丧失了绝缘功能的结果，这样一来利用了大部分实验资源却没有获得更多有效的实验数据，或是老化实验时间过短使得最终得到的实验数据不够全面，需要重新进行老化实验，浪费大量时间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种应用于绝缘油温度的分析系统，以解决目前实验室中无法简单精确地测量绝缘油温度进而难以预测老化实验时间的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于绝缘油温度的分析系统，包括：
温度采集模块，用于测量并且采集置于容器中的绝缘油温度；
A/D转换模块，与所述温度采集模块相连接，用于将所述温度采集模块发送的温度模拟信号转换为温度数字信号；
数据分析模块，与所述A/D转换模块相连接，用于根据所述A/D转换模块发送的温度数字信号进行处理，生成数据分析结果；
液晶显示模块，与所述数据分析模块相连接，用于显示所述数据分析模块发送的数据分析结果。
其中，所述温度采集模块五根相互绝缘的热电偶线，分别位于容器的顶部、中部、底部、侧部以及中侧部，用于测量其所在位置的绝缘油温度。
其中，所述数据分析模块具体用于根据五根热电偶线测量得到的容器中五处不同位置的绝缘油温度计算出绝缘油的平均温度，再根据绝缘油的平均温度计算绝缘纸的寿命预测值。
其中，所述绝缘油的的平均温度按照下述公式计算：
上述公式中，Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。
其中，绝缘纸的寿命预测值按照下述公式计算：
上述公式中，t为绝缘纸寿命预测值，t0为绝缘纸寿命基值，T0为绝缘油温度基值。
其中，容器纵切面划分为十五个区域，按照三行五列分布，第一区域与第十一区域以第三区域呈轴对称，第二区域与第十区域以第三区域呈轴对称，第三区域位于第二区域与第十区域之间；第四区域与第十三区域以第六区域呈轴对称，第五区域与第十二区域以第六区域呈轴对称，第六区域位于第五区域与第十二区域之间；第七区域与第十五区域以第九区域呈轴对称，第八区域与第十四区域以第九区域呈轴对称，第九区域位于第八区域与第十四区域之间；第一热电偶线位于第三区域，用于作为顶部测温点测量得到容器顶部油温；第二热电偶线位于第六区域，用于作为中部测温点测量得到容器中部油温；第三热电偶线位于第九区域，用于作为底部测温点测量得到容器底部油温；第四热电偶线位于第四区域，用于作为侧部测温点测量得到容器侧部油温；第五热电偶线位于第五区域，用于作为中侧部测温点测量得到容器中侧部油温。
其中，每一区域的绝缘油温度相同，所述十五个区域的绝缘油温度分别按照下述公式进行计算：
T1＝T11＝a1(Tu+Ts)
T2＝T10＝a2(Tu+Tms)
T3＝Tu
T4＝T13＝Ts
T5＝T12＝Tms
T6＝Tm
T7＝T15＝a7(Tl+Ts)
T8＝T14＝a8(Tl+Tms)
T9＝Tl
上述公式中，温度T下标表示所处区域序号，ai为温度折算系数；Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。
其中，温度折算系数ai均取值0.5。
其中，所述液晶显示模块具体用于显示容器中绝缘油的平均温度值以及处于该温度绝缘油环境中的绝缘纸的寿命预测值。
其中，所述A/D转换模块具体是用于进行温度模拟信号与温度数字信号之间转换的ADC0809芯片。
本发明实施例的有益效果在于：通过温度采集模块的五根热电偶线测量绝缘油五处不同位置的温度，实现了同一时间内对不同位置处绝缘油温度的测定，较为便捷；通过数据分析模块可以快速地模拟出容器中绝缘油的温度分布并且计算得到容器中绝缘油的平均温度，对油纸绝缘模拟老化实验具有重要的参考价值；数据分析模块在实际实验数据的基础上，根据容器中绝缘油的平均温度可以完成对绝缘纸寿命的预测，进而大致确定老化实验时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种应用于绝缘油温度的分析系统的原理框图。
图2是本发明实施例中容器纵切面区域划分及温度测量示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例提供一种应用于绝缘油温度的分析系统，包括：
温度采集模块1，用于测量并且采集置于容器中的绝缘油温度；
A/D转换模块2，与所述温度采集模块1相连接，用于将所述温度采集模块发送的温度模拟信号转换为温度数字信号；
数据分析模块3，与所述A/D转换模块2相连接，用于根据所述A/D转换模块发送的温度数字信号进行处理，生成数据分析结果；
液晶显示模块4，与所述数据分析模块3相连接，用于显示所述数据分析模块3发送的数据分析结果。
具体地，温度采集模块1包括用于测量绝缘油温度的五根热电偶线，五根热电偶线彼此绝缘，分别用来测量容器中不同位置的绝缘油温度。五个热电偶分别位于容器的顶部、中部、底部、侧部以及中侧部(即容器中心与侧面连线的中点区域)，可以测量得到这五处不同位置的温度值，然后五根热电偶线将采集的温度模拟信号传送到A/D转换模块2。本实施例中，热电偶线具体为K型热电偶线。
A/D转换模块2具体为用于进行温度模拟信号与温度数字信号之间转换的ADC0809芯片。
数据分析模块3具体为用于数据处理的STC89C52型单片机，其将接收到的温度数字信号进行处理并将处理后的数据分析结果传送到液晶显示模块4。具体来说，数据分析模块3具体用于根据五根热电偶线测量得到的容器中五处不同位置的绝缘油温度模拟出其余各处温度，以此模拟绝缘油在容器中的温度分布情况。作为优选，数据分析模块3首先根据五根热电偶线测量得到的容器中五处不同位置的绝缘油温度计算出绝缘油的平均温度；再根据绝缘油的平均温度进行绝缘纸的寿命预测，计算绝缘纸的寿命预测值。其中，绝缘油的的平均温度按照下述公式计算：
上述公式中，Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。
计算得到容器中绝缘油的的平均温度后，可以进行绝缘纸寿命的预测：依据实际实验数据以及六度法则，绝缘纸寿命的预测公式为：
上述公式中，t为绝缘纸寿命预测值，t0为绝缘纸寿命基值(为已知量)，T0为绝缘油温度基值(为已知量)。根据绝缘纸寿命的预测值即可大致确定老化实验时间。
考虑到实际温度分布具有对称性，容器纵切面温度分布即可代表容器中的整体温度分布。本实施例将容器纵切面划分为十五个区域，如图2所示，该十五个区域按照三行五列分布，并且以中间列即第三列为对称轴呈轴对称，即第一区域1与第十一区域11以第三区域3呈轴对称，第二区域2与第十区域10以第三区域3呈轴对称，第三区域3位于第二区域2与第十区域10之间；第四区域4与第十三区域13以第六区域6呈轴对称，第五区域5与第十二区域12以第六区域6呈轴对称，第六区域6位于第五区域5与第十二区域12之间；第七区域7与第十五区域15以第九区域9呈轴对称，第八区域8与第十四区域14以第九区域9呈轴对称，第九区域9位于第八区域8与第十四区域14之间。第一热电偶线位于第三区域3，用于作为顶部测温点测量得到容器顶部油温；第二热电偶线位于第六区域6，用于作为中部测温点测量得到容器中部油温；第三热电偶线位于第九区域9，用于作为底部测温点测量得到容器底部油温；第四热电偶线位于第四区域4，用于作为侧部测温点测量得到容器侧部油温；第五热电偶线位于第五区域5，用于作为中侧部测温点测量得到容器中侧部油温。
上述每个区域内的绝缘油温度相同，然后分别按照下述公式(3)-(11)进行温度计算：
T1＝T11＝a1(Tu+Ts) (3)
T2＝T10＝a2(Tu+Tms) (4)
T3＝Tu (5)
T4＝T13＝Ts (6)
T5＝T12＝Tms (7)
T6＝Tm (8)
T7＝T15＝a7(Tl+Ts) (9)
T8＝T14＝a8(Tl+Tms) (10)
T9＝Tl (11)
上述公式中，温度T下标表示所处区域序号，ai为温度折算系数；Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。根据实际实验数据结果，本实施例将ai均取为0.5进行折算。通过上述方式计算出十五个区域的温度值，为进一步的实验提供了基础。
以上数据分析模块3处理得到的结果，包括容器中绝缘油的各处温度值、平均温度值以及处于该温度绝缘油环境中的绝缘纸的寿命预测值，均可以在液晶显示模块4显示出来。液晶显示模块4具体为LCD12864型号液晶显示屏。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于，通过温度采集模块的五根热电偶线测量绝缘油五处不同位置的温度，实现了同一时间内对不同位置处绝缘油温度的测定，较为便捷；通过数据分析模块可以快速地模拟出容器中绝缘油的温度分布并且计算得到容器中绝缘油的平均温度，对油纸绝缘模拟老化实验具有重要的参考价值；数据分析模块在实际实验数据的基础上，根据容器中绝缘油的平均温度可以完成对绝缘纸寿命的预测，进而大致确定老化实验时间。相较于传统的热电偶测温仪，本发明不仅测量较为快速简洁，只需要将五合一的热电偶放入容器中进行一次检测即可，而且测量结果较为广泛，在得到测温点处绝缘油温度数值的基础上，可以模拟出容器中其余各处绝缘油的温度数值以及绝缘油的平均温度值，进一步的可以实现对置于该温度绝缘油中绝缘纸的寿命预测，也就大致确定了老化时间，对油纸绝缘模拟老化实验的开展提供了理论支持。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种应用于绝缘油温度的分析系统，其特征在于，包括：
温度采集模块，用于测量并且采集置于容器中的绝缘油温度；
A/D转换模块，与所述温度采集模块相连接，用于将所述温度采集模块发送的温度模拟信号转换为温度数字信号；
数据分析模块，与所述A/D转换模块相连接，用于根据所述A/D转换模块发送的温度数字信号进行处理，生成数据分析结果；
液晶显示模块，与所述数据分析模块相连接，用于显示所述数据分析模块发送的数据分析结果。
2.根据权利要求1所述的分析系统，其特征在于，所述温度采集模块五根相互绝缘的热电偶线，分别位于容器的顶部、中部、底部、侧部以及中侧部，用于测量其所在位置的绝缘油温度。
3.根据权利要求2所述的分析系统，其特征在于，所述数据分析模块具体用于根据五根热电偶线测量得到的容器中五处不同位置的绝缘油温度计算出绝缘油的平均温度，再根据绝缘油的平均温度计算绝缘纸的寿命预测值。
4.根据权利要求3所述的分析系统，其特征在于，所述绝缘油的的平均温度按照下述公式计算：
上述公式中，Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。
5.根据权利要求4所述的分析系统，其特征在于，绝缘纸的寿命预测值按照下述公式计算：
上述公式中，t为绝缘纸寿命预测值，t0为绝缘纸寿命基值，T0为绝缘油温度基值。
6.根据权利要求2所述的分析系统，其特征在于，容器纵切面划分为十五个区域，按照三行五列分布，第一区域与第十一区域以第三区域呈轴对称，第二区域与第十区域以第三区域呈轴对称，第三区域位于第二区域与第十区域之间；第四区域与第十三区域以第六区域呈轴对称，第五区域与第十二区域以第六区域呈轴对称，第六区域位于第五区域与第十二区域之间；第七区域与第十五区域以第九区域呈轴对称，第八区域与第十四区域以第九区域呈轴对称，第九区域位于第八区域与第十四区域之间；第一热电偶线位于第三区域，用于作为顶部测温点测量得到容器顶部油温；第二热电偶线位于第六区域，用于作为中部测温点测量得到容器中部油温；第三热电偶线位于第九区域，用于作为底部测温点测量得到容器底部油温；第四热电偶线位于第四区域，用于作为侧部测温点测量得到容器侧部油温；第五热电偶线位于第五区域，用于作为中侧部测温点测量得到容器中侧部油温。
7.根据权利要求6所述的分析系统，其特征在于，每一区域的绝缘油温度相同，所述十五个区域的绝缘油温度分别按照下述公式进行计算：
T1＝T11＝a1(Tu+Ts)
T2＝T10＝a2(Tu+Tms)
T3＝Tu
T4＝T13＝Ts
T5＝T12＝Tms
T6＝Tm
T7＝T15＝a7(Tl+Ts)
T8＝T14＝a8(Tl+Tms)
T9＝Tl
上述公式中，温度T下标表示所处区域序号，ai为温度折算系数；Tav为绝缘油的平均温度，Tu为容器顶部油温，Tm为容器中部油温，Tl为容器底部油温，Ts为容器侧部油温，Tms为容器中侧部油温。
8.根据权利要求7所述的分析系统，其特征在于，温度折算系数ai均取值0.5。
9.根据权利要求5所述的分析系统，其特征在于，所述液晶显示模块具体用于显示容器中绝缘油的平均温度值以及处于该温度绝缘油环境中的绝缘纸的寿命预测值。
10.根据权利要求1-9任一项所述的分析系统，其特征在于，所述A/D转换模块具体是用于进行温度模拟信号与温度数字信号之间转换的ADC0809芯片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |
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