CN112129415B - 一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法 - Google Patents

一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法，包括红外测温设备、黑体炉、恒温油槽、加热测温件和数据分析模块；红外测温设备测量变电站被测运行设备温度信号，红外测温设备测量黑体炉温度信号，加热测温件放在恒温油槽内，加热测温件用于将油温转换成自身温度，红外测温设备测量加热测温件温度信号，恒温油槽、黑体炉和加热测温件均与数据分析模块连接，数据分析模块用于通过数据动态分析计算并存储红外测温设备采集回的温度数据，动态校准现场采集温度是否正确；加热测温件的材质与变电站被测运行设备的材质相同。

Description

一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法
技术领域
本申请涉及变电站测温技术领域，尤其涉及一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法。
背景技术
随着红外测温技术的发展，电网企业在变电站大量使用红外测温设备对运行的一次设备进行温度监控，通过对温度分析，实施分析变电站内运行设备的运行情况，进而保障电网安全运行。
由于红外测温技术手环境、人员使用方法、设备参数设置等因素的影响，在变电站日常运行监控中，常常发生由于红外测温数据不准确造成缺陷误报。因此，需要在变电站配置红外测温设备校准装置，在使用前对红外测温设备进行测试校准和数据比对，以保证红外测温仪的准确可靠性，避免因红外测温仪对数据不准确造成异常缺陷的缺报、误报。
但由于实验室用黑体炉体积大、控温时间长、参数设置复杂且购买费用较贵，不利于供电局变电站大面积推广使用。市面上已有的便携式黑体炉，大多不能根据不同的发热材料设置发射率，且无距离补偿功能，严重制约了电网一线人员的校准工作开展，需要对红外测温设备的现场测温和校准装置进行改进。
发明内容
本申请提供了一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法，以解决已有的便携式黑体炉，大多不能根据不同的发热材料设置发射率，且无距离补偿功能，严重制约了电网一线人员的校准工作开展的问题。
本申请采用的技术方案如下：
本申请提供了一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置，包括红外测温设备、黑体炉、恒温油槽、加热测温件和数据分析模块；
所述红外测温设备测量变电站被测运行设备温度信号，所述红外测温设备测量所述黑体炉温度信号，所述加热测温件放在恒温油槽内，所述加热测温件用于将油温转换成自身温度，所述红外测温设备测量所述加热测温件温度信号，黑体炉和加热测温件均与数据分析模块连接；
所述数据分析模块用于通过数据动态分析计算并存储红外测温设备采集回的数据，动态校准现场采集温度是否正确；
所述加热测温件的材质与所述变电站被测运行设备的材质相同。
进一步地，所述红外测温设备与变电站被测运行设备的距离等于红外测温设备与黑体炉的距离等于红外测温设备与恒温油槽的距离；
变电站被测运行设备的温度等于黑体炉的控制温度等于恒温油槽的温度。
进一步地，所述恒温油槽内的油可以为硅油或者植物油或者温场均匀的液体。
进一步地，上述加热测温件包括加热件和设置在加热件上的温度传感器。
进一步地，所述加热测温件的加热件材质与所述变电站被测运行设备的材质相同。
一种基于温度动态校准的变电站红外测温方法，采用如权利要求1～5所述的基于温度动态校准的变电站红外测温装置，包括以下步骤：
选取与变电站被测运行设备材质相同材质的加热测温件；
对变电站被测运行设备的温度进行采集并设为T0(℃)；
确认变电站被测运行设备与红外测温设备的距离并设为l0(m)；
将变电站被测运行设备材质、T0(℃)、l0(m)三个数据输入数据分析模块，数据分析模块判断是否已有这三个数据；
若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0(m)处；
用红外测温设备测量此时加热件温度n次，并将n次温度值输入数据分析模块，数据分析模块自动计算此时红外测温设备的平均温度T2(℃)，公式为：
Figure BDA0002694606810000021
若(T2-T0)≤(±2℃或±2％T0)，则变电站被测运行设备的温度T0(℃)准确。
进一步地，若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0(m)处，还包括：
若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽油液表面，待恒温油槽控制温度稳定，且加热测温件温度稳定时，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0(m)处。
进一步地，若(T2-T0)≤(±2℃或±2％T0)，则变电站被测运行设备的温度T0(℃)准确，还包括：
若(T2-T0)＞(±2℃或±2％T0)时，设置黑体炉控制温度为T0(℃)，待黑体炉控制温度稳定时，将黑体炉移至红外测温设备距离为l0(m)处，用红外测温设备测量的此时黑体炉温度T3(℃)，判断T3是否等于T2；
若T3＝T2，此时将变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0值；
若T3≠T2，不断调整便携式黑体炉控制温度至T0’，重测T3，直至T3＝T2，此时输入变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0’值。
进一步地，将变电站被测运行设备材质、T0(℃)、l0(m)三个数据输入数据分析模块，数据分析模块判断是否已有这三个数据，还包括：
若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0(℃)，将黑体炉移至距离红外测温设备l0(m)处；
用红外测温设备测量黑体炉的温度n次，并将n次温度值输入数据分析模块，数据分析模块自动计算此时红外测温设备的平均温度T1(℃)，公式为：
Figure BDA0002694606810000031
若(T1-T0)≤(±2℃或±2％T0)，则变测得的电站被测运行设备的温度T0(℃)准确。
进一步地，若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0(℃)，并将黑体炉移至距离红外测温设备l0(m)处，还包括：
若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0(℃)，待黑体炉的控制温度稳定时，将黑体炉移至距离红外测温设备l0(m)处。
采用本申请的技术方案的有益效果如下：
本发明的一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置及方法，在无需准确获取变电站运行设备的真实发射率的前提下，利用变电站常用的标准油槽，将油温数据、便携式黑体炉数据与红外测温数据进行现场实时比对，提供一种基于油温数据动态校准的变电站红外测温方法及装置，将红外测温数据进行动态分析并保存历史数据，提升变电站运行设备故障报警的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置的结构示意图；
图2为一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置中加热测温件的结构示意图；
图3为图2的仰视图；
图4为一种基于温度动态校准的变电站红外测温方法的流程图；
图示说明：
其中，1-加热测温件；11-加热件；12-温度传感器。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1至图3。
本申请提供的一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置，包括红外测温设备、黑体炉、恒温油槽、加热测温件和数据分析模块。
具体来说，红外测温设备测量变电站被测运行设备温度信号，红外测温设备测量所述黑体炉温度信号，加热测温件放在恒温油槽内，加热测温件用于将油温转换成自身温度，红外测温设备测量加热测温件温度信号，黑体炉和加热测温件均与数据分析模块连接；数据分析模块用于通过数据动态分析计算并存储红外测温设备采集回的数据，动态校准现场采集温度是否正确；加热测温件的材质与所述变电站被测运行设备的材质相同。
需要注意的是，红外测温装置与变电站被测运行设备的距离等于红外测温装置与黑体炉的距离等于红外测温装置与恒温油槽的距离；变电站被测运行设备温度的温度等于黑体炉的控制温度等于恒温油槽的控制温度。
恒温油槽内的油可以为硅油或者植物油，其中，本实施例中的恒温油槽内的油可以为硅油，当然也可以为水，在此不多做赘述。
加热测温件包括加热件和设置在加热件上的温度传感器。加热测温件的加热件材质与所述变电站被测运行设备的材质相同。
本实施例中，便携式黑体炉按照实验室校准规范进行红外测温设备温度测量，复核现场采集温度是否准确；恒温油槽根据现场红外测温设备采集回来的温度值进行温度值复现；加热测温件放置于恒温油槽的油液中，将油温转换成自身温度，供红外测温设备进行现场温度校准；测距仪测量红外测温设备与变电站被运行设备的距离；数据分析处理模块通过对变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个参数动态分析，计算并存储任意三个参数下的真实温度值，供后续现场校准使。同时，判断本次红外测温结果是否准确。
图4为一种基于温度动态校准的变电站红外测温方法的流程图。
本实施例的一种基于温度动态校准的变电站红外测温方法，包括以下步骤：
步骤一：变电站运行设备参数采集
对变电站被测运行设备的材质进行确认，并选取与变电站被测运行设备相同材质的加热测温件；
对变电站运行设备的温度进行采集，确认距离；
(1)对变电站被测运行设备温度进行采集，并设为T0(℃)；
(2)使用测距仪测得红外测温设备与变电站被测运行设备的距离，并设为l0(m)。
步骤二：变电站运行设备温度值校准
将变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个数据输入数据分析处理模块，数据分析处理模块判断数据库是否已有该三个数据：
(1)若已有该三个参数，则设置便携式黑体炉控制温度为T0(℃)，待便携式黑体炉控制温度稳定时，将红外测温设备移动至便携式黑体炉距离为l0(m)处，用红外测温设备测量此时黑体炉温度n次(n≥2)，将n次温度值录入数据分析处理模块，自动计算出此时红外测温设备平均测量温度T1(℃)：
Figure BDA0002694606810000051
若(T1-T0)≤(±2℃或±2％T0)，则视为“步骤一”中采集的变电站被测运行设备温度T0准确，否则需重测复核T0值。
注：±2℃或±2％T0取较大值。(下同)
(2)如无该三个参数，则进行“步骤三”。
步骤三：加热测温件数据采集
将选好的加热测温件放入恒温油槽油液表面，设置恒温油槽控制温度为T0(℃)，待恒温油槽控制温度稳定、加热测温件温度稳定时，将红外测温设备移动至恒温油槽距离为l0(m)处，用红外测温设备测量此时加热测温件温度n次(n≥2)，将n次温度值录入数据分析处理模块，自动计算出此时红外测温设备平均测量温度T2(℃)：
Figure BDA0002694606810000061
若(T2-T0)≤(±2℃或±2％T0)，则视为“步骤一”中采集的变电站被测运行设备温度T0准确，否则需重测复核T0和T2值。
当(T2-T0)＞(±2℃或±2％T0)时，设置便携式黑体炉控制温度为T0(℃)，待便携式黑体炉控制温度稳定时，将红外测温设备移动至便携式黑体炉距离为l0(m)处，用红外测温设备测量此时黑体炉温度T3(℃)，判断T3是否等于T2：
若T3＝T2，此时输入变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0值。
若T3≠T2，不断调整便携式黑体炉控制温度至T0’，重测T3，直至T3＝T2。此时输入变电站被测运行设备材质、温度T0(℃)和距离l0(m)三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0’值。
步骤四：异常值处理
上述步骤中，若经过三次重测复核仍无法得到准确的T0值，则初步判断该红外测温装置有故障，需更换测温设备或其他方法进行T0值测量。
本实施例的方法，在无需准确获取变电站运行设备的真实发射率的前提下，利用变电站常用的标准油槽，将油温数据、便携式黑体炉数据与红外测温数据进行现场实时比对，提供一种基于油温数据动态校准的变电站红外测温方法及装置，将红外测温数据进行动态分析并保存历史数据，提升变电站运行设备故障报警的准确性。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于温度动态校准的变电站红外测温装置，其特征在于，包括红外测温设备、黑体炉、恒温油槽、加热测温件和数据分析模块；
所述红外测温设备测量变电站被测运行设备温度信号，所述红外测温设备测量所述黑体炉温度信号，所述加热测温件放在恒温油槽内，所述加热测温件用于将油温转换成自身温度，所述红外测温设备测量所述加热测温件温度信号，黑体炉和加热测温件均与数据分析模块连接；
所述数据分析模块用于通过数据动态分析计算并存储红外测温设备采集回的数据，动态校准现场采集温度是否正确；
所述加热测温件的材质与所述变电站被测运行设备的材质相同；
所述红外测温设备与变电站被测运行设备的距离等于红外测温设备与黑体炉的距离等于红外测温设备与恒温油槽的距离；
变电站被测运行设备的温度等于红外测温设备测量黑体炉得到的温度等于红外测温设备测量恒温油槽的温度，数据分析处理模块通过对变电站被测运行设备材质、温度T0(°C)和距离l0(m)三个参数动态分析，计算并存储任意三个参数下的真实温度值。
2.根据权利要求1所述的基于温度动态校准的变电站红外测温装置，其特征在于，所述恒温油槽内的油为温场均匀的液体。
3.根据权利要求1所述的基于温度动态校准的变电站红外测温装置，其特征在于，上述加热测温件包括加热件和设置在加热件上的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的基于温度动态校准的变电站红外测温装置，其特征在于，所述加热测温件的加热件材质与所述变电站被测运行设备的材质相同。
5.一种基于温度动态校准的变电站红外测温方法，其特征在于，采用如权利要求1~4所述的基于温度动态校准的变电站红外测温装置，包括以下步骤：
选取与变电站被测运行设备材质相同材质的加热测温件；
对变电站被测运行设备的温度进行采集并设为T0（℃）；
确认变电站被测运行设备与红外测温设备的距离并设为l0（m）；
将变电站被测运行设备材质、T0（℃）、l0（m）三个数据输入数据分析模块，数据分析模块判断是否已有这三个数据；
若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0（m）处；
用红外测温设备测量此时加热件温度n次，并将n次温度值输入数据分析模块，数据分析模块自动计算此时红外测温设备的平均温度T2（℃），公式为：
 ；
若（T2-T0）≤（±2℃或±2%T0），则变电站被测运行设备的温度T0（℃）准确。
6.根据权利要求5所述的基于温度动态校准的变电站红外测温方法，其特征在于：
若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0（m）处，还包括：
若无上述三个参数，则将选好的加热测温件放入恒温油槽油液表面，待恒温油槽控制温度稳定，且加热测温件温度稳定时，将恒温油槽设备移动至距离红外测温设备l0（m）处。
7.根据权利要求5所述的基于温度动态校准的变电站红外测温方法，其特征在于：若（T2-T0）≤（±2℃或±2%T0），则变电站被测运行设备的温度T0（℃）准确，还包括：
若（T2-T0）＞（±2℃或±2%T0）时，设置黑体炉控制温度为T0（℃），待黑体炉控制温度稳定时，将黑体炉移至红外测温设备距离为l0（m）处，用红外测温设备测量的此时黑体炉温度T3（℃），判断T3是否等于T2；
若T3=T2，此时将变电站被测运行设备材质、温度T0（℃）和距离l0（m）三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0值；
若T3≠T2，不断调整便携式黑体炉控制温度至T0’，重测T3，直至T3=T2，此时输入变电站被测运行设备材质、温度T0（℃）和距离l0（m）三个参数输入数据分析处理模块，由数据分析处理模块对应记录并保存T0’值。
8.根据权利要求5所述的基于温度动态校准的变电站红外测温方法，其特征在于：将变电站被测运行设备材质、T0（℃）、l0（m）三个数据输入数据分析模块，数据分析模块判断是否已有这三个数据，还包括：
若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0（℃），将黑体炉移至距离红外测温设备l0（m）处；
用红外测温设备测量黑体炉的温度n次，并将n次温度值输入数据分析模块，数据分析模块自动计算此时红外测温设备的平均温度T1（℃），公式为：
；
若（T1-T0）≤（±2℃或±2%T0），则变测得的电站被测运行设备的温度T0（℃）准确。
9.根据权利要求8所述的基于温度动态校准的变电站红外测温方法，其特征在于：
若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0（℃），并将黑体炉移至距离红外测温设备l0（m）处，还包括：
若已有上述三个数据，则设置黑体炉的控制温度为T0（℃），待黑体炉的控制温度稳定时，将黑体炉移至距离红外测温设备l0（m）处。
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