CN111562450A - 一种用于监测电抗器寿命的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于监测电抗器寿命的系统，包括：温度采集模块，其设置在待测电抗器的芯柱和/或绕组热点的测温点处，用于在电抗器运行时，实时测量每个测温点的温度数据；数据收集及寿命模拟模块，其用于接收温度数据，得到温度数据序列，根据电抗器绝缘材料，获取当前材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该序列与每个测温点的温度数据序列进行对比，构建绝缘阻值随时间变化曲线；寿命诊断模块，其用于获取绝缘阻值随时间变化曲线，利用预设的失效电阻阈值，由电抗器实际绝缘电阻得到电抗器寿命监测结果。本发明不限制待测对象类型，实时估算电抗器的寿命，通过监测的温度数据有效的达到寿命预警的目的。

Description

一种用于监测电抗器寿命的系统及方法

技术领域

本发明涉及电抗器寿命监测技术领域，尤其是涉及一种用于监测电抗器寿命的系统及方法。

背景技术

电抗器在变电系统、电网系统、变流系统等系统中广泛应用，并对这些系统的运行安全性提供了相应的保障，进一步电抗器的绝缘效果对电抗器的应用起到至关重要的作用。电抗器在系统应用中经常因绝缘失效而使得应用系统存在安全，因此，需要对电抗器的绝缘效果进行实时的监测，来评估电抗器的使用寿命，保障应用系统的安全。

在现有的电抗器监测设备中，多是针对空心干式电抗器监测，来防止电抗器内部匝间短路，造成绝缘损坏，最终造成电抗器烧毁。不仅限制了被监测对象(待测电抗器)的种类，还缺少对被监测对象的绝缘效果和寿命进行评估的过程。现有技术仅对电抗器的温度进行采集，缺少对电抗器绝缘失效的评估，这样，仅在电抗器温度过高存在火情隐患的情况下实施报警控制，存在处理不及时问题仍存在实际的安全隐患，从而无法达到真正的预警效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于监测电抗器寿命的系统，包括：温度采集模块，其设置在待测电抗器的芯柱和/或绕组热点的测温点处，配置为在所述待测电抗器运行时，实时测量每个测温点的温度，得到相应的温度数据；数据收集及寿命模拟模块，其配置为接收每个测温点的所述温度数据，得到相应的温度数据序列，根据所述待测电抗器的绝缘材料，获取当前材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该数据序列与每个测温点的所述温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线；寿命诊断模块，其配置为获取所述绝缘阻值随时间变化曲线，基于此，利用预设的表征当前材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由所述待测电抗器的实际绝缘电阻，得到相应的电抗器寿命监测结果。

优选地，所述数据收集及寿命模拟模块进一步包括：对比结果生成单元，其配置为将每个测温点的所述温度数据序列分别与所述待测电抗器的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据；绝缘阻值变化生成单元，其配置为根据所述每个测温点的所述绝缘阻值变化数据，拟合出针对所述待测电抗器的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟所述待测电抗器的绝缘材料寿命。

优选地，所述寿命诊断模块包括：第一预警信号生成单元，其中，所述第一预警信号生成单元，其配置为将所述待测电抗器的当前实际绝缘电阻与所述失效电阻阈值进行实时对比，在所述当前实际绝缘电阻达到所述失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器的绝缘失效状态进行提示。

优选地，所述系统还包括：运行温度检测模块，其中，所述运行温度检测模块包括：安全阈值确定单元，其配置为获取当前所述待测电抗器的绝缘材料对应的安全温度阈值；第二预警信号生成单元，其配置为利用获取到的每个测温点的温度数据，确定所述待测电抗器的实际运行温度，并将电抗器实际温度与所述安全温度阈值进行实时对比，在当前所述电抗器实际温度达到或超过所述安全温度阈值时，生成第二预警信号，以对待测电抗器的异常温度状态进行提示。

优选地，所述温度采集模块包括对应设置在每个测温点处的温度传感器，其中，根据所述待测电抗器绕组的散热条件和冷却条件，选取所述绕组热点处的测温点。

优选地，若所述待测电抗器为多相，则每相绕组均布置所述测温点。

另一方面，提供了一种用于监测电抗器寿命的方法，所述方法利用上述所述的系统对待测电抗器的寿命进行实时诊断，所述方法包括：步骤一，在待测电抗器运行时，温度采集模块实时测量设置在所述待测电抗器芯柱和/或绕组热点处的每个测温点的温度，得到相应的温度数据；步骤二，数据收集及寿命模拟模块接收每个测温点的所述温度数据，得到相应的温度数据序列，根据所述待测电抗器的绝缘材料，获取当前材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该数据序列与每个测温点的所述温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线；步骤三，寿命诊断模块获取所述绝缘阻值随时间变化曲线，基于此，利用预设的表征当前材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由所述待测电抗器的实际绝缘电阻，得到相应的电抗器寿命监测结果。

优选地，所述步骤二包括：所述数据收集及寿命模拟模块中的对比结果生成单元将每个测温点的温度数据序列分别与所述待测电抗器的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据；所述数据收集及寿命模拟模块中的绝缘阻值变化生成单元根据所述每个测温点的绝缘阻值变化数据，拟合出针对所述待测电抗器的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟所述待测电抗器的绝缘材料寿命。

优选地，所述步骤三包括：所述寿命诊断模块中的第一预警信号生成单元将所述待测电抗器的当前实际绝缘电阻与所述失效电阻阈值进行实时对比，在所述当前实际绝缘电阻达到所述失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器的绝缘失效状态进行提示。

优选地，所述方法还包括：所述运行温度检测模块中的安全阈值设置单元获取当前所述待测电抗器的绝缘材料对应的安全温度阈值；所述运行温度检测模块中的第二预警信号生成单元利用获取到的每个测温点的温度数据，确定所述待测电抗器的实际运行温度，并将电抗器实际运行温度与所述安全温度阈值进行实时对比，在当前所述电抗器实际温度达到或超过所述安全温度阈值时，生成第二预警信号，以对待测电抗器的异常温度状态进行提示。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明实施例对待测对象的类型不作具体限定，实时估算电抗器的寿命，通过监测的电抗器实时温度数据有效的达到了寿命预警的目的，解决了仅在电抗器温度过高的情况下实施报警控制并存在处理不及时的缺陷。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的系统的结构示意图。

图2为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的系统中温度采集模块10的安装示意图。

图3为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的方法的步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

电抗器在变电系统、电网系统、变流系统等系统中广泛应用，并对这些系统的运行安全性提供了相应的保障，进一步电抗器的绝缘效果对电抗器的应用起到至关重要的作用。电抗器在系统应用中经常因绝缘失效而使得应用系统存在安全，因此，需要对电抗器的绝缘效果进行实时的监测，来评估电抗器的使用寿命，保障应用系统的安全。在现有的电抗器监测设备中，多是针对空心干式电抗器监测，来防止电抗器内部匝间短路，造成绝缘损坏，最终造成电抗器烧毁。不仅限制了被监测对象(待测电抗器)的种类，还缺少对被监测对象的绝缘效果和寿命进行评估的过程。现有技术仅对电抗器的温度进行采集，缺少对电抗器绝缘失效的评估，且缺少对电抗器寿命的预估。这样，仅在电抗器温度过高存在火情隐患的情况下实施报警控制，存在处理不及时问题，仍存在实际的安全隐患，从而无法达到真正的预警效果。

因此，本发明为了克服上述现有技术中的不足，提出了一种用于实时监测电抗器寿命的系统及方法。该系统及方法通过监测电抗器的热点温度及绝缘电阻，通过监测电抗器的实时温度与初始的针对当前绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据进行对比计算，预估电抗器的绝缘寿命，从而达到对电抗器寿命的评估及预警。另外，通过对电抗器温度的实时监控，从而确认电抗器运行温度是否属于安全范围，并进行相应的运行温度预警检测。

实施例一

图1为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的系统的结构示意图。如图1所示，温度采集模块10、数据收集及寿命模拟模块20、寿命诊断模块30和实验数据库50。其中，温度采集模块10包封设置在待测电抗器101的芯柱和/或绕组热点的测温点处。温度采集模块10用于在待测电抗器101运行时，实时测量已设置好的每个测温点的温度，得到针对每个测温点的相应的温度数据序列。数据收集及寿命模拟模块20与温度采集模块10连接。数据收集及寿命模拟模块20用于接收上述针对每个测温点的温度数据，得到相应的温度数据序列，并根据待测电抗器101的绝缘材料，获取针对当前绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，进一步将该数据序列与每个测温点的温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线。寿命诊断模块30与上述数据收集及寿命模拟模块20连接。寿命诊断模块30用于为获取上述针对当前绝缘材料的绝缘阻值随时间变化曲线，根据该曲线、以及预设的表征当前绝缘材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由实时采集到的待测电抗器101的当前实际绝缘电阻，得到相应的实时的电抗器寿命监测结果。

需要说明的是，在实施本发明实施例中的用于监测电抗器寿命的系统(以下简称“寿命监测系统”)前，需要根据常用的电抗器绝缘材料的类型，对每种绝缘材料进行不同温度下的绝缘阻值的测量实验，记录每种绝缘材料在不同温度下随时间变化的绝缘阻值的数据，从而得到针对所有常用电抗器绝缘材料的在不同温度条件下绝缘阻值随时间变化数据序列，并按照绝缘材料的类型存储于下述实验数据库50中。其中，此处的绝缘阻值随时间变化数据序列包括绝缘阻值在绝缘材料的绝缘效果较好、好、一般、失效等全过程的变化情况。另外，在监测待测电抗器101的寿命前，还需要确定待测电抗器101的绝缘系统及绝缘材料。其中，电抗器的绝缘系统分为电抗器的主绝缘及辅助绝缘，通常主绝缘决定绝缘系统的等级。主绝缘主要指绕组绝缘，通常是绕组自身绝缘(包括：漆包线、玻璃丝烧结线、Nomex等)；辅助绝缘主要包含绝缘漆和辅材。也就是说，待测电抗器101采用的绝缘材料决定待测电抗器101的绝缘等级，用以确定待测电抗器101所属绝缘等级对应的最大耐受温度。

这样，在上述数据收集及寿命模拟模块20进行对比处理时，只需确定出当前待测电抗器101的绝缘材料，便可调取关于这种材料的在不同温度条件下绝缘阻值随时间变化数据序列，即可完成上述对比处理，从而构建出绝缘阻值随时间变化曲线。

具体地，参考图1，温度采集模块10包括一个或多个温度采集通道102。每个温度采集通道102根据测温点的数量配置，每个测温点对应配置一个温度采集通道102。其中，每个温度采集通道具备相应的温度传感器11和与温度传感器11对应连接的测温信号调理单元12。也就是说，每个温度传感器11对应设置在每个测温点处。温度采集通道102实时采集针对当前测温点处的温度，并得到相应的温度采集序列。

图2为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的系统中温度采集模块10的安装示意图。其中，图2a展示了待测电抗器101的侧视图，图2b展示了待测电抗器101的俯视图，如图2所示，温度传感器11布置于待测电抗器101的绕组位置处。需要说明的是，本发明实施例中的测温点可以包封设置在待测电抗器101的芯柱铁芯表面，还可以包封设置在绕组热点处。其中，根据待测电抗器101绕组的散热条件和冷却条件，选取绕组热点处的测温点。绕组热点位置的主要取决于待测电抗器101绕组的散热条件和/或冷却条件：若待测电抗器101属于铁芯自冷型，则绕组热点一般在靠近铁芯1/3层数及离上端部1/3处的位置；若待测电抗器101属于强迫冷却型，则需要根据风道设计情况而定。另外，若待测电抗器101为多相的，则需要在每相绕组处均设置有相应的测温点。本发明对每相的测温点的数量不作具体限定，本领域技术人员可以根据监测系统的成本、测量精度等需求进行调整。

进一步，每个测温点处的温度传感器11包封于测温点处。在本发明实施例中，温度传感器11采用PT100温度传感器进行温度采集。每个温度传感器11用于实时采集针对当前测温点处的温度信号，并将该信号实时传输至与该温度传感器11对应连接的(属于同一温度采集通道102)测温信号调理单元12中。测温信号调理单元12用于实时接收对应的测温信号，将该信号经过信号放大、电压跟随、模数转换、电压-温度换算等一系列调理处理后，得到实时的当前针对该测温点的温度数据，并将该温度数据发送至下述数据收集及寿命模拟模块20中的数据收集单元21中。

如图1所示，数据收集及寿命模拟模块20包括数据收集单元21、对比结果生成单元22和绝缘阻值变化生成单元23。其中，数据收集单元21用于收集上述温度采集模块10发送的针对每个测温点的实时的温度数据，基于此，构成针对每个测温点的温度数据序列。具体地，温度收集单元21用于从每个测温信号调理单元12处获得的针对每个测温点的温度数据，进行时间标记处理，得到每个时刻下的温度数据，从而构建出相应的温度数据序列。进一步，温度收集单元21用于将温度数据序列进行实时更新和存储。

进一步的，对比结果生成单元22用于将每个测温点的数据温度序列分别与待测电抗器101的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据。首先，对比结果生成单元22用于从实验数据库50处获取针对当前绝缘材料的不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列。然后，对比结果生成单元22用于将每个测温点处的数据温度序列分别与上述已调取的针对当前绝缘材料的不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到每个测温点处相应的绝缘阻值随时间变化的数据序列，用以作为模拟或预测出的待测电抗器101的绝缘材料的寿命的数据基础。由于上述不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列包含了针对当前绝缘材料在绝缘有效到绝缘失效全过程的绝缘电阻变化情况，因此，此处的对比处理结果中包括了预测出的每个测温点处的绝缘阻值随时间变化的数据序列，这里的时间表示为绝缘材料有效和失效的全过程的时间，也就是针对绝缘材料寿命的整个预测时间，并非仅指当前温度采集时刻之前的时间。

绝缘阻值变化生成单元23用于根据每个测温点的实时的绝缘阻值变化数据，拟合出针对待测电抗器101的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟待测电抗器101的绝缘材料寿命。在电抗器的实际应用过程中，由于每个测温点的温度变化的不均匀性，因此，仅利用温度变化来表征电抗器的寿命是不准确的，故本发明实施例需要利用采集到的针对每个测温点的实时温度数据，得到绝缘阻值变化的程度，用以模拟待测电抗器101的绝缘材料寿命。具体地，绝缘阻值变化生成单元23获取上述对比结果生成单元22处获得的模拟出的出的针对每个测温点的绝缘阻值变化数据，进行同一时刻的数据序列的整合对比处理，确定出每个时刻下多个测温点中的最大绝缘阻值变化数据，将该最大值构成针对待测电抗器101的绝缘电阻随时间变化曲线，从而模拟出了针对待测电抗器101的绝缘材料的寿命。

进一步，实验数据库50除了存储有上述所述的每种绝缘材料在不同温度下随时间变化的绝缘阻值的数据外，还存储有每种绝缘材料应用在待测电抗器101时的安全运行温度阈值和失效(绝缘)电阻阈值。具体地，在寿命监测系统运行前，需要获取当前待测电抗器101的绝缘材料信息，根据该绝缘材料信息从实验数据库50中已存储的数据中调取针对当前绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列发送至上述对比结果生成单元22，并将与当前绝缘材料信息对应的安全运行温度阈值发送至下述运行温度检测模块40内的安全阈值确定单元41中，同时，将与当前绝缘材料信息对应的失效(绝缘)电阻阈值发送至下述寿命诊断模块30内的第一预警信号生成单元33内。

其中，安全运行温度阈值是基于每种绝缘材料的绝缘系统等级对应的最大耐受温度来确定。待测电抗器101的安全运行温度阈值与待测电抗器101所采用的绝缘材料有关，由于最大耐受温度的大小因电抗器所采用的绝缘材料的不同而不同。因此，针对采用不同材料的待测电抗器101具有不同的安全运行温度阈值，该阈值用于实时检测待测量电抗器101的实际运行温度是否属于安全运行范围，本发明实施例对安全运行温度阈值不作具体限定。失效(绝缘)电阻阈值是根据表征待测电抗器101的绝缘材料从绝缘有效达到绝缘失效状态时的临界失效绝缘阻值而设定的。通常，为了保障电抗器的绝缘有效状态和有效工作状态，失效电阻阈值需高于临界失效绝缘阻值。由于临界失效绝缘阻值的大小因电抗器所采用的绝缘材料的不同而不同，因此，针对采用不同材料的待测电抗器101具有不同的失效(绝缘)电阻阈值，该阈值用于实时监测待测量电抗器101的实际绝缘电阻值是否快要到达电抗器绝缘材料的绝缘失效状态。

再次参考图1，寿命诊断模块30包括绝缘电阻采集单元31、诊断结果生成单元32和第一预警信号生成单元33。其中，绝缘电阻采集单元31用于实时采集在待测电抗器101运行过程中的实际绝缘电阻值，并将实时采集到的实际绝缘电阻值存储于本单元31内的存储空间内。绝缘电阻采集单元31采用绝缘电阻仪进行实时采集。需要说明的是，由于电抗器绝缘阻值随工作时间的变化而变化，设备运行前需要通过绝缘电阻仪对电抗器101的绝缘电阻进行测量并记录其绝缘电阻值，且在每次检修设备时通过绝缘电阻仪对待测电抗器101的绝缘电阻进行测量并记录其绝缘电阻值。这样，通过电抗器运行前和检修时绝缘电阻值的测量及对比，从而对上述模拟出的待测电抗器101的绝缘材料寿命进行对比及验证。

进一步，诊断结果生成单元32与上述绝缘阻值变化生成单元23和绝缘电阻采集单元31连接，用于获取上述绝缘阻值变化生成单元23得到的针对待测电抗器101的绝缘阻值随时间变化曲线，并利用从绝缘电阻采集单元31处得到的待测电抗器101的当前的实际绝缘电阻值，从所述绝缘电阻随时间变化曲线中提取与当前实际绝缘电阻值对应的时间参数，从而得到当前实际绝缘电阻值处于模拟出的整个待测电抗器101的绝缘电阻随时间变化曲线中所处的寿命时间节点。而后，诊断结果生成单元32用于根据当前寿命时间节点，得到该时间节点与上述失效(绝缘)电阻阈值对应的寿命警示时间节点的时间差，从而得到表征待测电抗器101寿命监测结果的寿命警示时间差数据。进一步，可以通过与诊断结果生成单元32连接的显示装置，对寿命警示时间差数据进行展示。

进一步，第一预警信号生成单元33用于将待测电抗器101的实时实际绝缘电阻与上述失效(绝缘)电阻阈值进行实时对比。其中，在检测出当前实际绝缘电阻达到失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器101的将要进行绝缘失效状态进行提示。若未检测出当前实际绝缘电阻达到失效电阻阈值，则生成无效的第一预警信号，表明当前待测电抗器101的绝缘状态良好，无需进行绝缘失效状态提示。

另外，上述温度采集模块10中的电压-温度换算部分、数据收集及寿命模拟模块20和寿命诊断模块30均集成于寿命监测系统的处理器中。其中，绝缘材料信息可以通过配置在寿命监测系统处理器的通用串行接口进行输入。

实施例二

参考图1，上述寿命监测系统还包括运行温度检测模块40。其中，温度检测模块40包括：安全阈值确定单元41和第二预警信号生成单元42。安全阈值确定单元41与上述实验数据库50连接，用于获取当前待测电抗器101所采用的绝缘材料对应的安全温度阈值。

进一步，第二预警信号生成单元42与安全阈值确定单元41连接，还与上述数据收集单元21连接。第二预警信号生成单元42利用获取到的每个测温点的温度数据，确定待测电抗器101的实际运行温度，并将电抗器实际运行温度与获取到的针对当前待测电抗器101所采用的绝缘材料对应的安全温度阈值进行实时对比，在当前实际温度达到或超过安全温度阈值时，生成第二预警信号，以对待测电抗器101的异常温度状态进行提示并采取相应的控制策略进行安全保护。例如：当电抗器实际运行温度超过安全温度阈值时，监测系统会采取发出警报或直接进行断路保护等保护策略。在第二预警信号生成单元42检测出当前实际温度未达到安全温度阈值时，生成无效的第二预警信号，用以表征当前待测电抗器101的运行温度属于安全运行范围，无需进行异常温度预警。其中，由于电抗器运行时的温度分布的不均匀性，第二预警信号生成单元42在通过数据收集单元21获得每个测温点的当前温度数据时，选取所有测温点中的当前温度数据的最大值，并将该最大值最为待测电抗器101的实际运行温度，也就是电抗器实际温度。

实施例三

图3为本申请实施例的用于监测电抗器寿命的方法的步骤图。本发明实施例的方法利用上述实施例一和/或实施例二所述的寿命监测系统对待测电抗器101的寿命进行实时诊断，其中，本方法涉及的各种模块、单元、设备等部件与寿命监测系统中对应设备的功能和结构均相同。参考图3，下面对本发明实施例中的方法进行说明。

在步骤S310中，在待测电抗器运行时，温度采集模块10实时测量设置在待测电抗器101芯柱和/或绕组热点处的每个测温点的温度，得到相应的温度数据。具体地，温度采集模块10中的每个温度传感器11实时采集当前测温点处的温度信号，并将该信号实时传输至与该温度传感器11对应连接的测温信号调理单元12中。温度采集模块10中的测温信号调理单元12实时接收对应的测温信号，将该信号经过信号放大、电压跟随、模数转换、电压-温度换算等一系列调理处理后，得到当前针对该测温点的温度数据，并将该温度数据发送至下述数据收集及寿命模拟模块20中的数据收集单元21中。

而后，在步骤S320中，数据收集及寿命模拟模块20接收每个测温点的温度数据，得到相应的温度数据序列，根据待测电抗器101的绝缘材料，获取针对当前绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该数据序列与每个测温点的温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线。具体地，首先，数据收集及寿命模拟模块20中的数据收集单元21将收集上述温度采集模块10发送的针对每个测温点的实时的温度数据，基于此，构成针对每个测温点的温度数据序列。然后，数据收集及寿命模拟模块20中的对比结果生成单元22将每个测温点的温度数据序列分别与待测电抗器101的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据。进一步，数据收集及寿命模拟模块20中的绝缘阻值变化生成单元23根据从对比结果生成单元22得到的每个测温点的绝缘阻值变化数据，拟合出针对所述待测电抗器的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟待测电抗器101的绝缘材料寿命。

最后，在步骤S330中，寿命诊断模块30获取上述绝缘阻值随时间变化曲线，根据该曲线、以及预设的表征当前绝缘材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由待测电抗器101的实际绝缘电阻，得到相应的电抗器寿命监测结果。具体地，寿命诊断模块30中的绝缘电阻采集单元31实时采集在待测电抗器101运行过程中的实际绝缘电阻值，并将实时采集到的实际绝缘电阻值存储于本单元31内的存储空间内。而后，寿命诊断模块30中的诊断结果生成单元32获取上述绝缘阻值变化生成单元23得到的针对待测电抗器101的绝缘阻值随时间变化曲线，并利用从绝缘电阻采集单元31处得到的待测电抗器101的当前的实际绝缘电阻值，从所述绝缘电阻随时间变化曲线中提取与当前实际绝缘电阻值对应的时间参数，基于此，得到该时间节点与上述失效电阻阈值对应的寿命警示时间节点的时间差，从而得到表征待测电抗器101寿命监测结果的寿命警示时间差数据。接着，寿命诊断模块30中的第一预警信号生成单元33将待测电抗器101的实时测量到的实际绝缘电阻与上述失效(绝缘)电阻阈值进行对比。其中，在检测出当前实际绝缘电阻达到失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器101的将要进行绝缘失效状态进行提示。

另外，本发明实施例中的方法不但可实施预估电抗器寿命，还能够评估电抗器的实时运行温度。在步骤S340中，运行温度检测模块40中的安全阈值设置单元41先获取当前待测电抗器101的绝缘材料对应的安全温度阈值。然后，运行温度检测模块40中的第二预警信号生成单元42利用获取到的每个测温点的温度数据，确定待测电抗器101的实际运行温度，并将电抗器实际运行温度与安全温度阈值进行实时对比，在当前电抗器实际温度达到或超过安全温度阈值时，生成第二预警信号。

本发明提出了一种用于监测电抗器寿命的系统及方法。该系统和方法通过实时监测电抗器的铁芯和/或热点温度、及电抗器实际的绝缘电阻，将这些信息与大量表征各类绝缘材料在不同温度下的绝缘效果随时间变化的实验数据进行对比和拟合，模拟当前电抗器的绝缘寿命，从而达到对电抗器寿命的评估及预警。本发明对待测电抗器的类型不作具体限定，实时估算电抗器达到绝缘失效的时间，通过监测的温度数据有效的达到了寿命预警的目的，解决了仅在电抗器温度过高的情况下实施报警控制并存在处理不及时的缺陷。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于监测电抗器寿命的系统，包括：

温度采集模块，其设置在待测电抗器的芯柱和/或绕组热点的测温点处，配置为在所述待测电抗器运行时，实时测量每个测温点的温度，得到相应的温度数据；

数据收集及寿命模拟模块，其配置为接收每个测温点的所述温度数据，得到相应的温度数据序列，根据所述待测电抗器的绝缘材料，获取当前材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该数据序列与每个测温点的所述温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线；

寿命诊断模块，其配置为获取所述绝缘阻值随时间变化曲线，基于此，利用预设的表征当前材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由所述待测电抗器的实际绝缘电阻，得到相应的电抗器寿命监测结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据收集及寿命模拟模块进一步包括：

对比结果生成单元，其配置为将每个测温点的所述温度数据序列分别与所述待测电抗器的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据；

绝缘阻值变化生成单元，其配置为根据所述每个测温点的所述绝缘阻值变化数据，拟合出针对所述待测电抗器的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟所述待测电抗器的绝缘材料寿命。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述寿命诊断模块包括：第一预警信号生成单元，其中，

所述第一预警信号生成单元，其配置为将所述待测电抗器的当前实际绝缘电阻与所述失效电阻阈值进行实时对比，在所述当前实际绝缘电阻达到所述失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器的绝缘失效状态进行提示。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：运行温度检测模块，其中，所述运行温度检测模块包括：

安全阈值确定单元，其配置为获取当前所述待测电抗器的绝缘材料对应的安全温度阈值；

第二预警信号生成单元，其配置为利用获取到的每个测温点的温度数据，确定所述待测电抗器的实际运行温度，并将电抗器实际温度与所述安全温度阈值进行实时对比，在当前所述电抗器实际温度达到或超过所述安全温度阈值时，生成第二预警信号，以对待测电抗器的异常温度状态进行提示。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述温度采集模块包括对应设置在每个测温点处的温度传感器，其中，

根据所述待测电抗器绕组的散热条件和冷却条件，选取所述绕组热点处的测温点。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，若所述待测电抗器为多相，则每相绕组均布置所述测温点。

7.一种用于监测电抗器寿命的方法，其特征在于，所述方法利用上述如权利要求1～6中任一项所述的系统对待测电抗器的寿命进行实时诊断，所述方法包括：

步骤一，在待测电抗器运行时，温度采集模块实时测量设置在所述待测电抗器芯柱和/或绕组热点处的每个测温点的温度，得到相应的温度数据；

步骤二，数据收集及寿命模拟模块接收每个测温点的所述温度数据，得到相应的温度数据序列，根据所述待测电抗器的绝缘材料，获取当前材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列，将该数据序列与每个测温点的所述温度数据序列进行对比，构建表征电抗器寿命的绝缘阻值随时间变化曲线；

步骤三，寿命诊断模块获取所述绝缘阻值随时间变化曲线，基于此，利用预设的表征当前材料保持有效绝缘状态的失效电阻阈值，由所述待测电抗器的实际绝缘电阻，得到相应的电抗器寿命监测结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：

所述数据收集及寿命模拟模块中的对比结果生成单元将每个测温点的温度数据序列分别与所述待测电抗器的绝缘材料在不同温度下绝缘阻值随时间变化数据序列进行对比，得到针对每个测温点的绝缘阻值变化数据；

所述数据收集及寿命模拟模块中的绝缘阻值变化生成单元根据所述每个测温点的绝缘阻值变化数据，拟合出针对所述待测电抗器的绝缘阻值随时间变化曲线，以模拟所述待测电抗器的绝缘材料寿命。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：

所述寿命诊断模块中的第一预警信号生成单元将所述待测电抗器的当前实际绝缘电阻与所述失效电阻阈值进行实时对比，在所述当前实际绝缘电阻达到所述失效电阻阈值时，生成第一预警信号，以对待测电抗器的绝缘失效状态进行提示。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述运行温度检测模块中的安全阈值设置单元获取当前所述待测电抗器的绝缘材料对应的安全温度阈值；

所述运行温度检测模块中的第二预警信号生成单元利用获取到的每个测温点的温度数据，确定所述待测电抗器的实际运行温度，并将电抗器实际运行温度与所述安全温度阈值进行实时对比，在当前所述电抗器实际温度达到或超过所述安全温度阈值时，生成第二预警信号，以对待测电抗器的异常温度状态进行提示。

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