一种高压开关设备温度监测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于高压开关设备技术领域，具体涉及一种高压开关设备温度监测方法及系统。该系统包括红外温度传感器和数据处理单元；所述红外温度传感器设置在高压开关设备具备观察窗的位置处，用于透过观察窗的玻璃实时测量内部导体温度，得到各个时刻的测量温度，并发送给数据处理单元；所述数据处理单元用于将各个时刻的测量温度换算为各个时刻的导体温度。本发明专利技术利用红外温度传感器透过观察窗的玻璃去测量内部导体温度，进而利用测量温度计算得到导体温度。该种方式能够实现单个高压开关设备导体温度的实时准确监测，受环境影响小，可靠性高，便于实现深度一二次融合，提供历史数据辅助决策，大大减少人力排查和主站数据压力。大大减少人力排查和主站数据压力。大大减少人力排查和主站数据压力。

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关设备温度监测方法及系统


[0001]本专利技术属于高压开关设备
，具体涉及一种高压开关设备温度监测方法及系统。

技术介绍

[0002]在电力系统中，高压开关广泛应用于输电线路、发电厂变电站母线连接中，它既能使电网分段运行，又能隔离故障便于维修。高压开关在时间大电流运行时易使动静触头因高温而氧化，严重时易使静触头散架，造成短路等故障。因而，对高压开关设备的温度进行监测是十分必要的。当前大部分高压开关设备采用站内布置传感器的温度监测方式，设备之间数据通信难度大，数据形式不统一，与一次设备融合程度较低，易受外界环境影响，且难以实现单个设备导体至外壳全方位的温度监测和历史记录，难以针对不同设备进行定制化状态评估和故障预警。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高压开关设备温度监测方法及系统，用以解决现有技术中采用站内布置传感器进行温度监测方式造成的设置之间通信数据难度大且难以实现单个设备温度监测的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高压开关设备温度监测系统，包括红外温度传感器和数据处理单元；所述红外温度传感器设置在高压开关设备具备观察窗的位置处，用于透过观察窗的玻璃实时测量内部导体温度，得到各个时刻的测量温度，并发送给数据处理单元；所述数据处理单元用于将各个时刻的测量温度换算为各个时刻的导体温度。
[0005]其有益效果为：本专利技术在高压开关设备具备观察窗的位置处部署红外温度传感器，利用红外温度传感器透过观察窗的玻璃去测量内部导体温度，进而利用测量温度计算得到导体温度。该种方式能够实现单个高压开关设备导体温度的实时准确监测，受环境影响小，可靠性高，便于实现深度一二次融合，提供历史数据辅助决策，大大减少人力排查和主站数据压力。而且，由于红外温度传感器检测的数据的数据可通过图像进行展示，可以更为直观地展现温度数据。
[0006]进一步地，所述数据处理单元所采用的换算方法为：将测量温度与吸收率相乘得到导体温度，所述吸收率为：
[0007]β＝(1－τ1+τ2+τ3p－τ4l2－τ5lp－τ6p2)
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[0008]其中，τ1～τ6为温度补偿系数，p为高压开关气室SF6压力值，l为红外观察窗至导体距离。
[0009]其有益效果为：利用高压开关气室SF6压力值和红外观察窗至导体距离可以准确计算出吸收率，进而利用吸收率准确计算得到导体温度。
[0010]进一步地，高压开关观察窗的材质为红外透光率大于一定程度的玻璃。
[0011]其有益效果为：选择红外透光率较高的玻璃可以提高红外传感器检测的准确率。
[0012]进一步地，还包括测温终端和若干个探头，所述若干个探头设置在高压开关设备不具备观察窗的位置处，用于实时测量外壳各部位的温度以及环境温度，并发送给测温终端，并由测温终端发送给数据处理单元；所述数据处理单元还用于将测温终端发送的当前时刻温度输入至构建的导体温度预测模型中，得到当前时刻的导体温度；其中，所述导体温度预测模型利用历史外壳各部位温度、历史环境温度以及相对应的历史导体温度作为训练数据训练得到。
[0013]其有益效果为：考虑导体温度会影响环境温度和高压开关壳体温度，因此利用壳体各部位温度和环境温度推导出导体温度，导体温度预测模型利用历史数据训练得到从而可以精确进行导体温度预测。
[0014]进一步地，所述若干个探头用于测量外壳侧面各角度、外壳顶部和外壳底部中至少两个部位的温度。
[0015]其有益效果为：利用壳体多个部位的温度来预测导体温度可以提高导体温度预测准确性。
[0016]进一步地，所述数据处理单元包括主控板、串口板、光口板和电源板；主控板通过串口板与测温终端之间进行数据交互，主控板通过光口板与红外温度传感器之间进行数据交互；所述电源板用于向数据处理单元供电。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种高压开关设备温度监测方法，在高压开关设备具备观察窗的位置处部署红外传感器，利用红外温度传感器透过观察窗的玻璃实时测量内部导体温度，得到各个时刻的测量温度；将各个时刻的测量温度换算为各个时刻的导体温度。
[0018]其有益效果为：本专利技术在高压开关设备具备观察窗的位置处部署红外温度传感器，利用红外温度传感器透过观察窗的玻璃去测量内部导体温度，进而利用测量温度计算得到导体温度。该种方式能够实现单个高压开关设备导体温度的实时准确监测，受环境影响小，可靠性高，便于实现深度一二次融合，提供历史数据辅助决策，大大减少人力排查和主站数据压力。而且，由于红外温度传感器检测的数据的数据可通过图像进行展示，可以更为直观地展现温度数据。
[0019]进一步地，所采用的换算方法为：将测量温度与吸收率相乘得到导体温度，所述吸收率为：
[0020]β＝(1－τ1+τ2+τ3p－τ4l2－τ5lp－τ6p2)
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[0021]其中，τ1～τ6为温度补偿系数，p为高压开关气室SF6压力值，l为红外观察窗至导体距离。
[0022]其有益效果为：利用高压开关气室SF6压力值和红外观察窗至导体距离可以准确计算出吸收率，进而利用吸收率准确计算得到导体温度。
[0023]进一步地，在高压开关设备不具备观察窗的位置处部署探头和测温终端，利用探头和测温终端获取外壳各部位的温度以及环境温度，，并将获取的温度输入至构建的导体温度预测模型中，得到内部导体温度；其中，所述导体温度预测模型利用历史外壳各部位温度、历史环境温度以及相对应的历史导体温度作为训练数据训练得到。
[0024]其有益效果为：考虑导体温度会影响环境温度和高压开关壳体温度，因此利用壳体各部位温度和环境温度推导出导体温度，导体温度预测模型利用历史数据训练得到从而
可以精确进行导体温度预测。
[0025]进一步地，所述各部位的温度包括测量外壳侧面各角度、外壳顶部和外壳底部中至少两个部位的温度。
[0026]其有益效果为：利用壳体多个部位的温度来预测导体温度可以提高导体温度预测准确性。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的高压开关设备温度监测系统原理框图；
[0028]图2是本专利技术所使用的BP神经网络示意图；
[0029]图3是红外波段和吸收率之间的关系图。
具体实施方式
[0030]本专利技术针对不同的高压开关设备采用不同的温度监测方式，以实现准确监测高压开关内部导体温度。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0031]系统实施例：
[0032]本专利技术的一种高压开关设备温度监测系统，如图1所示，包括集总式数据处理单元和温度监测模块。集总式数据处理单元设置在高压开关设备智能组件柜内，包括1块主控板、2块光口板、2块串口板以及1块电源板，支持8对光口、32路串口。其中，主控板内置Linux操作系统，支持外接显示转置或远程连接进行人机交互，包含1个串本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压开关设备温度监测系统，其特征在于，包括红外温度传感器和数据处理单元；所述红外温度传感器设置在高压开关设备具备观察窗的位置处，用于透过观察窗的玻璃实时测量内部导体温度，得到各个时刻的测量温度，并发送给数据处理单元；所述数据处理单元用于将各个时刻的测量温度换算为各个时刻的导体温度。2.根据权利要求1所述的高压开关设备温度监测系统，其特征在于，所述数据处理单元所采用的换算方法为：将测量温度与吸收率相乘得到导体温度，所述吸收率为：β＝(1－τ1+τ2+τ3p－τ4l2－τ5lp－τ6p2)
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其中，τ1～τ6为温度补偿系数，p为高压开关气室SF6压力值，l为红外观察窗至导体距离。3.根据权利要求1或2所述的高压开关设备温度监测系统，其特征在于，高压开关观察窗的材质为红外透光率大于一定程度的玻璃。4.根据权利要求1所述的高压开关设备温度监测系统，其特征在于，还包括测温终端和若干个探头，所述若干个探头设置在高压开关设备不具备观察窗的位置处，用于实时测量外壳各部位的温度以及环境温度，并发送给测温终端，并由测温终端发送给数据处理单元；所述数据处理单元还用于将测温终端发送的当前时刻温度输入至构建的导体温度预测模型中，得到当前时刻的导体温度；其中，所述导体温度预测模型利用历史外壳各部位温度、历史环境温度以及相对应的历史导体温度作为训练数据训练得到。5.根据权利要求4所述的高压开关设备温度监测系统，其特征在于，所述若干个探头用于测量外壳侧面各角度、外壳顶部和外...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子聪，张一茗，李少华，姚永其，张文涛，何莉鹏，李得祥，马栋良，刘虎腾，史超名，段启超，金喜洋，罗帆，朱振毅，李智超，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：