专利名称：电气设备实时温度计算方法和保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电气设备温度计算的方法，和根据该计算方法所计算的电气设备温度来给出报警信号或限制流过电气设备的电流的保护装置。
背景技术：
电气设备工作过程产生的损耗转化为热量使电气设备温度升高，过高的温度会导致电气设备绝缘快速老化甚至烧毁电气设备。在没有故障的情况下，额定工作电流时电气设备的温度不会超过其耐受值，电气设备的工作电流超过额定值时电气设备的温度是否会超过其耐受值则与过流倍数和过流时间有关。电气设备因过流而烧毁会导致经济损失，保护装置误动作同样会导致经济损失。因此，保护装置不仅应保护电气设备免受高温损坏，而且应保证电气设备工作的可靠运行。现有的保护普遍采用电流反时限特性作为保护特性，这种做法存在以下几个问题:第一，电流反时限特性并不是电气设备的热特性，虽然电流反时限特性有多种形式可供选择，但是其数量有限，很难找到与电气设备的热特性相匹配的电流反时限特性；第二，电流反时限特性没有考虑环境温度、散热条件以及电气设备初始温度等因素对电气设备温度的影响；第三，反时限特性难于用在电流随时间不断变化的场合。所以有必要提出一种以电气设备的热特性为保护特性的，考虑了环境温度、散热条件以及电气设备初始温度等因素对电气设备温度的影响的，可用于电流随时间不断变化的场合的电气设备实时温度计算方法和电气设备保护装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种实时计算电气设备温度的方法。本发明的另一目的是提供一种电气设备 保护装置。为了实现本发明的上述目的，所采用的技术方案如下，一种电气设备实时温度计算方法，其特征在于，按照以下步骤进行操作:I)读取电气设备历史运行数据；2)根据步骤I)所读取的数据及当前的时间计算电气设备初始温升；3)测量电气设备的工作电流并计算电气设备的温升；4)测量环境温度并计算电气设备的温度；5)重复步骤 3)、4)。其中步骤2)和步骤中4)电气设备温升的算法，其特征在于，当电气设备的发热及散热条件不随时间变化时，t时刻电气设备温升Θ t按照以下算法计算:et =Σ%= Λ (C + (θ0 —θα )e^ )CD
;.二 Ii=l其中η是大于零的整数；0^是01的分量；
Iii 满足:
权利要求
1.一种电气设备实时温度计算方法，其特征在于，按照以下步骤进行操作: 读取电气设备历史运行数据； 根据步骤I)所读取的数据及当前的时间计算电气设备初始温升； 测量电气设备的工作电流并计算电气设备的温升； 测量环境温度并计算电气设备的温度； 重复步骤3)、4)。
2.根据权利要求1所述的电气设备实时温度计算方法，其特征在于，t时刻电气设备温升^按照以下算法计算:
3.一种根据权利要求1的电气设备实时温度计算方法其特征在于，G时刻电气设备温升按照以下算法计算:
4.一种电气设备保护装置，其特征在于:该装置包括:用于为保护装置提供工作电源的电源模块、用于对数据进行处理并根据处理结果对装置进行控制的数据处理与控制模块以及与该数据处理与控制模块连接的用于测量电气设备周围环境温度的环境温度测量模块、用于测量流过电气设备的电流的电流测量模块、用于为保护装置提供时间基准的时钟模块、用于存储电气设备特性参数及电气设备的运行数据的数据存储模块、用于设置参数的参数设置模块、用于显示电气设备工作状态及所计算的温度等信息的状态指示模块、用于给出报警信号的报警模块、用于控制电气设备运行状态的运行状态控制模块和用于监测保护装置工作电压的电压监测模块。
5.根据权利要求4所述的电气设备保护装置，其特征在于，该时钟模块具有多路工作电源，并且任意时刻至少有一路电源能为其提供工作电源；该时钟模块能以恒定的频率输出信号触发数据处理与控制模块进行温升及温度计算；该时钟模块的时间能通过数据处理与控制模块进行读写。
6.根据权利要求4所述的电气设备保护装置，其特征在于，当电压监测模块监测到保护装置的工作电压跌落后向数据处理与控制模块发出信号，数据处理与控制模块收到信号后在电压跌落到数据写入所允许的最低工作电压之前将下一次温升计算所需的数据写入数据存储模块；并且该数据存储模块具有掉电数据保存功能。
7.根据权利要求4所述的电气设备保护装置，其特征在于，该装置在上电后能根据数据存储模块中所存储的上一次保护装置掉电前的电气设备运行数据应用如权利要求2或3的算法计算电气设备的初始温升，并将其作为后续计算的基础。
8.一种根据权利要求4的电气设备保护装置，其特征在于，该数据处理与控制模块采用如权利要求2或3的算法计算电气设备温升；该数据处理与控制模块根据所计算的温度和预设温度值判断是否给出报警信号或控制电气设备的运行状态。
全文摘要
本发明涉及一种电气设备实时温度计算方法，包括下列步骤1)从数据存储模块中读取电气设备历史运行数据；2)计算电气设备初始温升；3)测量环境温度及电气设备的工作电流；4)计算电气设备温升及温度；5)重复步骤3)、4)。一种电气设备保护装置，包括环境温度测量模块、电流测量模块、时钟模块、数据存储模块、参数设置模块、状态指示模块、报警模块、运行状态控制模块、数据处理与控制模块、电源模块以及电压监测模块。温升计算算法根据电气设备的热特性实时计算设备的温升及温度，考虑了环境温度、散热条件以及电气设备初始温度等因素对电气设备温度的影响，可用于工作电流随时间不断变化的电气设备温度的实时计算和保护。
文档编号G01K13/00GK103175632SQ20131006775
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者杨明发 申请人:福州大学