高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電氣設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及一種SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)容量急劇擴(kuò)大，特別是GIS等高壓電氣設(shè)備用量越來(lái)越多，六氟化硫(GIS)高壓電氣設(shè)備已廣泛應(yīng)用在電力部門、工礦企業(yè)。GIS電氣設(shè)備工作時(shí)，溫度是衡量電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)之一，各部件(特別是氣室內(nèi)部的各部件)正常發(fā)熱不應(yīng)超過(guò)其最高允許溫度，才能保證設(shè)備的可靠安全運(yùn)行。而現(xiàn)有的檢測(cè)方法在GIS、SF6高壓斷路器等高壓電氣設(shè)備溫度檢測(cè)時(shí)存在的困難。
[0003]如紅外檢測(cè)儀檢測(cè)GIS高壓電氣設(shè)備溫度時(shí)存在以下主要問(wèn)題:預(yù)防高壓電氣設(shè)備溫度過(guò)熱的措施是國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施之一，對(duì)開關(guān)設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)已引起電力系統(tǒng)的高度關(guān)注?！稁щ娫O(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》已經(jīng)被普遍用于高壓電氣設(shè)備溫度檢測(cè)，從而保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。但是，由于GIS高壓電氣設(shè)備的氣室是全封閉的，紅外溫度檢測(cè)儀只能檢測(cè)到設(shè)備的表面溫度；在檢測(cè)設(shè)備的某些地方時(shí)，紅外檢測(cè)儀的紅外輻射會(huì)受到部件的阻擋，就只能檢測(cè)到溫度在表面的“投影”，而無(wú)法檢測(cè)到內(nèi)部的真實(shí)溫度；紅外檢測(cè)儀是屬于離線監(jiān)測(cè)，不能及時(shí)反映氣室溫度的變化過(guò)程和及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，不能反映設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)變化，無(wú)法對(duì)設(shè)備內(nèi)部溫度變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修和真正意義上的電網(wǎng)自動(dòng)化；并且檢測(cè)成本高昂，供電公司為完成檢測(cè)工作需配備巡檢人員、設(shè)備車輛和高價(jià)值的檢測(cè)儀器。包括檢測(cè)時(shí)的停電營(yíng)業(yè)損失在內(nèi)，粗略計(jì)算，每個(gè)高壓開關(guān)站的每年分?jǐn)偟臋z測(cè)費(fèi)用約在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)元左右。
[0004]紅外輻射非接觸式和采用熱敏器件接觸式溫度在線監(jiān)測(cè)也存在以下缺陷:非接觸式測(cè)溫的準(zhǔn)確度和可靠性受鏡頭光學(xué)變形、拍攝角度、拍攝距離、表面形狀、溫度等因素影響測(cè)量溫度不準(zhǔn)；由于GIS高壓電氣設(shè)備的氣室是全封閉的，難以測(cè)量，且GIS高壓電氣設(shè)備的電壓等級(jí)高，對(duì)絕緣要求更高，接觸式產(chǎn)品目前主要有無(wú)線電磁發(fā)射型、光纖型和敞開空氣紅外型三種產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品只能是針對(duì)敞開式的12KV開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜，對(duì)于全封閉的GIS高壓電氣設(shè)備，還無(wú)能為力。
[0005]隨著無(wú)人值守變電站向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向發(fā)展以及對(duì)遙控、遙測(cè)的要求不斷加強(qiáng)，在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)六氟化硫高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的溫度具有非常重要的實(shí)際意義，成為六氟化硫高壓電氣設(shè)備應(yīng)用中重要研究方向。但是對(duì)3匕高壓電氣設(shè)備氣室內(nèi)部進(jìn)行溫度在線測(cè)量一直是個(gè)難題。由于高壓電氣設(shè)備氣室是一個(gè)全密封的系統(tǒng)，其靜止氣體中的各點(diǎn)溫度是不一樣的，并且SF6氣體的傳熱性能很差，所以不能簡(jiǎn)單在出氣口進(jìn)行直接測(cè)量其內(nèi)部溫度。
[0006]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種能夠解決在線測(cè)量不準(zhǔn)及難以反映主氣室溫度問(wèn)題的新型SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量，降低檢測(cè)成本，使之更適于工程應(yīng)用。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0009]測(cè)量所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第一溫度值，并根據(jù)所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第一溫度值，得到所述SF 6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值；
[0010]測(cè)量所述SFf^S電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第二壓力值，并根據(jù)所述SF 6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第二壓力值和所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度。
[0011]進(jìn)一步的，第一壓力值和第一溫度值為同一時(shí)間節(jié)點(diǎn)下測(cè)量得到的。
[0012]第二壓力值為對(duì)應(yīng)于當(dāng)前所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度的、測(cè)量的所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的壓力值。
[0013]所述根據(jù)所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第一溫度值，得到所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值的步驟還包括:對(duì)得到的所述3?6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值進(jìn)行修正。
[0014]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第一溫度值，得到所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值的步驟具體包括:
[0015]根據(jù)第一氣體密度曲線方程(I)計(jì)算所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的密度值，所述第一氣體密度曲線方程(I)如下:
[0016]P1= 0.57X 10 4P1T1(HB1)-P12A1
[0017]A1=O-TSXlO 3C1-O-TSX13P1)
[0018]B1= 2.51X10 3P1(1-O-SSXlO3P1)
[0019]式中，P:為所述SFf^壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值，T:為所述SFf^壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一溫度值，P1為所述SF 6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值。
[0020]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述3&高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的第二壓力值和所述SF 6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度的步驟具體包括:
[0021]根據(jù)第二氣體密度曲線方程(2)反推所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度，所述第二氣體密度曲線方程如下:
[0022]p2= 0.57X 10 4P 2T2 (I+B2) - P /A2
[0023]A2= 0.75 X 10 3 (1-0.73X 10 3P2)
[0024]B2= 2.51X10 3 P 2 (1-0.85 X 10 3 P 2)
[0025]式中，P 2為所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的密度值，T 2為所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度，P2為所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的第二壓力值，P 2和P i相等。
[0026]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第一溫度值，得到所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值的步驟具體包括:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程、SF6W態(tài)參數(shù)曲線、SF6壓力-溫度之間經(jīng)驗(yàn)公式或SF 6壓力和溫度之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的密度值。
[0027]所述SF6狀態(tài)參數(shù)曲線可以由所述第一氣體密度曲線方程(I)、SF 6壓力-溫度之間經(jīng)驗(yàn)公式或SF6S力和溫度之間的關(guān)系數(shù)據(jù)得到。
[0028]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述3&高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的第二壓力值和所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的密度值，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度的步驟具體包括:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程、SF6W態(tài)參數(shù)曲線、SF 6壓力-溫度之間經(jīng)驗(yàn)公式或SF 6壓力和溫度之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度。理想氣體狀態(tài)方程為:P1/T1 =Ρ2/Τ2。
[0029]本發(fā)明還提供了一種3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部溫度在線監(jiān)測(cè)裝置，包括:
[0030]殼體，所述殼體內(nèi)構(gòu)成與待測(cè)量的SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部連通的空間；壓力監(jiān)測(cè)器和溫度監(jiān)測(cè)器；所述壓力監(jiān)測(cè)器用于測(cè)量所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的氣體的第一壓力值和第二壓力值；所述溫度監(jiān)測(cè)器用于測(cè)量所述SF6高壓電氣設(shè)備的氣體的第一溫度值；[0031 ] 還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括:
[0032]所述第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的第一壓力值和第一溫度值，得到所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的密度值；
[0033]所述第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的第二壓力值和所述3匕高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的密度值，得到所述SF 6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度。
[0034]進(jìn)一步地，所述第一計(jì)算單元具體用于根據(jù)所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的第一壓力值、第一溫度值和第一氣體密度曲線方程(I)計(jì)算所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)氣體的密度值，所述第一氣體密度曲線方程(I)如下:
[0035]P1= 0.57X 10 4P J1 (!+B1) - P ^A1
[0036]A1=O^sx13(Iusx13P1)
[0037]B1= 2.51X10 3P1(1-O-SSXlO3P1)
[0038]式中，P1為所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的密度值，T1為所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的第一溫度值，P1為所述SF 6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的第一壓力值。
[0039]進(jìn)一步地，所述第二計(jì)算單元具體用于根據(jù)所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部氣體的第二壓力值、所述SF6高壓電氣設(shè)備內(nèi)部?jī)?nèi)的氣體的密度值和第二氣體密度曲線方程(2)，得到所述SF6高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部溫度，所述第二氣體密度曲線方程(2)如下:
[0040]ρ2= 0.57X 10 4P 2T2 (I+B2) - P /A2
[0041]A2= 0.75X 10 3(1-0.73X 10 3P2)
[0042]B2= 2.51X10 3 P 2 (1-0.85 X 10 3 P 2)