同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备，是用温度传感器直接采集变压器油面温度及用互感器等采集（测量）变压器高压侧负荷电流I，通过公式T=TP+ΔT(I/I额)2m，计算出变压器绕组温度。不仅整个监测过程不受环境温度影响，而且设定了风机冷却系数（m）进行温度补偿，测量精度高（可达0.5%），更为关键的是可以同时监测变压器油面及绕组温度，避免现有技术必需分步监测而存在的操作麻烦、监测设备结构复杂、成本高等问题。
【专利说明】同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变压器油面及绕组温度监测方法及设备，尤其是一种操作简单、节省成本，可同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备。【背景技术】
[0002]目前，对于变压器油面及绕组的监测设备的主要结构是设有与变压器电流互感器相接的变流器，变流器输出与电热元件(电阻丝)相接，电热元件置于有内腔的铜体内，在铜体的前端有推动杆，铜体内腔通过导管与感温包相通，在感温包、传感导管及铜体构成的密封系统内均充满了感温介质。其监测是分步进行:测量变压器油面温度时，将感温包置于变压器油内，感温包所感应的温度使感温介质的体积随之变化，体积变量驱使推动杆产生一个相对应的位移，驱动机芯并带动与机芯一体且置于表盘上的指针转动，指示被测油面温度；监测变压器绕组温度时，使变流器输出的电流流过铜体内的电热元件，电热元件的加热温度使感温介质的体积再次膨胀，继续推动指针转动，从而实现叠加温升以指示被测绕组温度。现有监测方法及设备存在如下问题:
1.现有监测方法的设备中只有感温包置于被测的传感器油中，而其他部分均与室外温度一致，室外温度的变化直接影响监测结果，虽然已有各种补偿措施，但还是不能彻底杜绝环境温度所导致的测量误差。
[0003]2.现有监测方法不仅使监测设备结构复杂、成本高，而且对油面温度和绕组温度的分步监测，使操作麻烦。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种操作简单、节省成本，可同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种同时监测变压器油面及绕组温度的方法，其特征在于按如下步骤进行:
a.采集变压器高压侧负荷电流I及用温度传感器采集变压器油面温度Tp；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m
式中:
ΔT一额定温升；
I gi一额定电流；
m一风机冷却系数,风机启动时，m=0.8 ;风机关闭时，m=lo
[0006]一种上述的同时监测变压器油面及绕组温度的方法用设备，设有温度传感器及互感器，温度传感器通过运算放大滤波电路A与单片机相接，互感器的输出通过交流电流变送器及运算放大滤波电路B与单片机相接，与单片机还相接有显示屏、报警驱动电路、油面温度信号输出电路、绕组温度信号输出电路及通讯接口电路，报警驱动电路的输出与报警装置相接。
[0007]本发明是用温度传感器直接采集变压器油面温度及用互感器等采集(测量)变压器高压侧负荷电流I，通过公式T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ Ia)2m，计算出变压器绕组温度。不仅整个监测过程不受环境温度影响，而且设定了风机冷却系数(m)进行温度补偿，测量精度高(可达0.5%)，更为关键的是可以同时监测变压器油面及绕组温度，避免现有技术必需分步监测而存在的操作麻烦、监测设备结构复杂、成本高等问题。本发明还可以存储一定量的历史记录，实现了绕组和油面温度的时时在线监测，方便对温度变化趋势做出分析，对变压器存在安全隐患的预判提供了依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例所用监测设备电路原理框图。
【具体实施方式】
[0009]本发明实施例所用监测设备的电路原理框图可如图1所示:设有温度传感器及互感器，温度传感器通过运算放大滤波电路A与单片机相接，互感器的输出通过交流电流变送器(真有效值电流变送器)及运算放大滤波电路B与单片机相接，与单片机相接有显示屏、报警驱动电路、油面温度信号输出 电路、绕组温度信号输出电路及通讯接口电路，报警驱动电路的输出与报警装置相接。
[0010]测量方法是:
a.可用互感器等直接采集，也可从变电站后台直接读取变压器高压侧负荷电流I;用温度传感器(热电偶、钼电阻等)采集变压器油面温度Tp ；
b.按如下公式计算绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m
式中:
ΔΤ 一额定温升(变压器铭牌标注)；
—额定电流(变压器铭牌标注); m一风机冷却系数,风机启动时，m=0.8 ;风机关闭时，m=lo
[0011]工作原理如下:
温度传感器所采集的随温度变化的电信号，经运算放大滤波电路A处理后送至单片机，互感器所采集的变压器高压侧负荷电流I经交流电流变送器及运算放大滤波电路B处理后送至单片机，单片机按照按如下公式计算绕组温度T:Τ= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m。
[0012]单片机将得到的变压器油面温度及绕组温度通过显示屏显示出来，同时可通过油面温度信号输出电路、绕组温度信号输出电路输出相应的控制信号，通过通讯接口电路实现温度数据远传，当达到设定温度时，单片机输出驱动信号至报警驱动电路，启动报警装置报警。
[0013]对比试验:
一.对比例1:
按照本发明实施例的测量方法:
a.用互感器直接采集的变压器高压侧负荷电流1=52.6A ;用热电偶采集的变压器油面温度 TP=38.6 ；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m
式中:
ΔΤ 一变压器铭牌标注额定温升5°C ；
I额一变压器铭牌标注额定电流83.9A ； m一风机冷却系数,风机启动，m=0.8 ；
经计算，变压器绕组温度T=40.97 °C
按照现有技术方法分别检测变压器油面温度ΤΡ=39.(TC，变压器绕组温度T=41.5°C。
[0014]二.对比例 2:
按照本发明实施例的测量方法:
a.用互感器直接采集的变压器高压侧负荷电流1=76.3A ;用热电偶采集的变压器油面温度TP=42.7 V ；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m
式中:
ΔΤ 一变压器铭牌标注额定温升5°C ；
Igs—变压器铭牌标注额定电流125.5A ； m一风机冷却系数，风机未启动，m=l ；
经计算，变压器绕组温度T=44.55 °C
按照现有技术方法分别检测变压器油面温度ΤΡ=43.(TC，变压器绕组温度T=44.8°C。
[0015]三.对比例3:
按照本发明实施例的测量方法:
a.用互感器直接采集的变压器高压侧负荷电流1=1043.6A ;用热电偶采集的变压器油面温度TP=30.5 °C ；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m
式中:
ΔΤ 一变压器铭牌标注额定温升7V ；
I --—变压器铭牌标注额定电流2749.3A ； m一风机冷却系数，风机未启动，m=l ；
经计算，变压器绕组温度T=31.5°C
按照现有技术方法分别检测变压器油面温度TP=30.3°C，变压器绕组温度T=31.5°C。
[0016]四.对比例4:
按照本发明实施例的测量方法:
a.用互感器直接采集的变压器高压侧负荷电流1=168.4A ;用热电偶采集的变压器油面温度ΤΡ=46.7 V ；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ I额)2m式中:
ΔΤ 一变压器铭牌标注额定温升5°C ；
I额一变压器铭牌标注额定电流262.4A ； m一风机冷却系数,风机启动，m=0.8 ；
经计算，变压器绕组温度T=49.16°C
按照现有技术方法分别检测变压器油面温度TP=46.5°C，变压器绕组温度T=49.(TC。
[0017]五.对比例5:
按照本发明实施例的测量方法:
a.用互感器直接采集的变压器高压侧负荷电流1=123.5A ;用热电偶采集的变压器油面温度TP=33.7 V ；
b.按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= ΤΡ+ΔΤ(Ι/ 1额)2m
式中:
ΔΤ 一变压器铭牌标注额定温升7V ；
I --—变压器铭牌标注额定电流314.9A ； m一风机冷却系数，风机未启动，m=l ；
经计算，变压器绕组温度T=34.78 °C
按照现有技术方法分别检测变压器油面温度TP=33.5°C，变压器绕组温度T=34.8°C。
[0018]结果表明:
按照本文叙述的方法计算出的温度值，与实际测量的温度值相差小于rc，完全满足使用要求，可以直接替代现有检测仪表，而且在智能性、显示精度及可操作性都要优于现有产品O
【权利要求】
1.一种同时监测变压器油面及绕组温度的方法，其特征在于按如下步骤进行: 采集变压器高压侧负荷电流I及用温度传感器采集变压器油面温度Tp ； 按如下公式计算变压器绕组温度T:
T= Τρ+ΔΤ(Ι/ I额)2m 式中: ΔT一额定温升；
I gi一额定电流； m一风机冷却系数,风机启动时，m=0.8 ;风机关闭时，m=lo
2.一种如权利要求1所述的同时监测变压器油面及绕组温度的方法用设备，其特征在于:设有温度传感器及互感器，温度传感器通过运算放大滤波电路A与单片机相接，互感器的输出通过交流电流变送器及运算放大滤波电路B与单片机相接，与单片机还相接有显示屏、报警驱动电路、油面温度信号输出电路、绕组温度信 号输出电路及通讯接口电路，报警驱动电路的输出与报警装置相接。
【文档编号】G01K7/00GK103454001SQ201310309174
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】马学武, 姜涛 申请人:大连众和光电科技有限公司