CN107003185A - 开关设备站的温度测量 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于开关设备站的高压部分中的温度测量装置，其特征在于，该温度测量装置包括：位于所述高压部分的待监测温度的点处的至少一个温度传感器(21，22，23，24)；连接至所述至少一个温度传感器的至少一个天线(25)；位于开关设备站的低压部分中的控制模块(26)；以及连接至所述控制模块的至少一个天线(27)。所述至少一个温度传感器(21，22，23，24)适于经由连接至所述至少一个温度传感器的至少一个天线发送所述温度测量的表示信号，以及所述控制模块(26)适于经由所述连接至所述控制模块的至少一个天线接收所述表示信号并且对所述表示信号进行处理以生成消息。

Description

开关设备站的温度测量
技术领域
本发明涉及对于AIS(空气绝缘变电站)或GIS(气体绝缘变电站)类型的高压开关设备站的温度测量。本发明还涉及配备有温度测量装置的这种开关设备站。
背景技术
开关设备站由诸如断路器、电流变换器和电压变换器、切断器以及支撑电气设备所需的机械结构的一组电气设备组成。
最高温度由IEC或IEEE国际标准定义。可能为大约几千安培的电流以及环境状况(温度、风...)对电气设备的温度有影响。这导致限定了额定使用范围和可能的过载。
然而，在开关设备站的寿命期内，可能会将设备拆卸，然后进行重新组装，以及可能添加设备。如果切断器很少被使用(例如，每年一次或两次)则切断器的触点可能会氧化。因此，接触电阻可能发生变化。即使这些变化总体上是轻微的，并且似乎可忽略不计，但是实际上由于所述开关设备站处所存在的高电流而使得它们可能产生热点。
这些热点的存在决定了所关注的设备的容许过载。因此，对它们的温度进行测量很重要。
为此，存在诸如便携式温度记录装置之类的非接触式温度测量装置。非接触式温度测量装置可以在维护项目期间执行测量，例如，定期地执行测量。这些测量在开关设备站的工作期间无法实时执行。此外，由于存在诸如防电晕环之类的障碍物，实现某些点存在困难。
开关设备站处还有“站上”(on-board)温度测量装置。这些已知装置需要例如通过电池来进行电力供应。需要定期地对这些装置进行维护，因此涉及开关设备站处的电源中断。
文献WO 2009/138506提出了使用表面声波温度传感器。
发明内容
本发明旨在通过在开关设备站的高压部分中设置温度测量装置来解决现有技术中的问题，其特征在于，该温度测量装置包括：
-位于所述高压部分的待监测温度的点处的至少一个温度传感器，
-连接至所述至少一个温度传感器的至少一个天线；
-位于开关设备站的低压部分中的控制模块；
-连接至控制模块的至少一个天线；
所述至少一个温度传感器适于经由连接至至少一个温度传感器的至少一个天线发送温度测量的表示信号，以及所述控制模块适于经由连接至控制模块的至少一个天线接收表示信号并且对所述表示信号进行处理以生成消息。
由于本发明，在开关设备站的工作期间实时地执行所述测量。
本发明不使用电源电池，因此，无需进行维护。
在本发明的上下文中所使用的温度传感器可以被安装成尽可能接近诸如触点之类的热点。
根据优选特征，所述至少一个温度传感器是无源传感器。
根据优选特征，所述至少一个温度传感器由控制模块经由天线被供电。
本发明还涉及一种开关设备站，其特征在于，该开关设备站包括如上所述的温度测量装置。
本发明还涉及一种用于开关设备站的高压部分的温度测量方法，其特征在于，该温度测量方法包括以下步骤：
-位于所述高压部分的待监测温度的点处的至少一个温度传感器进行温度测量；
-经由与所述至少一个温度传感器连接的至少一个天线发送所述至少一个传感器所测量的温度的表示信号；
-位于所述开关设备的低压部分的控制模块经由连接至所述控制模块的至少一个天线接收所述表示信号；
-控制模块对所述表示信号进行处理以生成消息。
所述开关设备站和方法具有与上述优点相似的优点。
在特定实施例中，根据本发明的方法的步骤由计算机程序指令来执行。
因此，本发明还涉及一种在信息介质上的计算机程序，所述程序能够在计算机中被执行，所述程序包括适于执行上述方法的步骤的指令。
该程序可以使用任何编程语言，并且可以采用源代码形式、目标代码形式或者介于源代码与目标代码之间的诸如部分编译形式的中间代码形式，或者采用任何其它所期望的形式。
本发明还涉及一种计算机可读信息介质，其包括适于执行上述方法的步骤的计算机程序指令。
该信息介质可以是能够存储该程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括诸如ROM(例如，CD ROM或者微电子电路ROM)之类的存储装置，或者诸如软盘或硬盘之类的磁记录装置。
此外，信息介质可以是诸如电信号或光信号之类的可传输介质，其可以通过无线电或其他方式经由电缆或光缆进行传输。根据本发明的程序可以特别地在因特网类型的网络上下载。
可替代地，信息介质可以其中包含有程序的集成电路，该电路适于执行根据本发明的方法或者用于根据本发明的方法的执行。
附图说明
在作为非限制性示例而提供并且参考附图所描述的优选实施例的以下描述中将出现其它特征和优点，在附图中：
-图1示出了根据本发明的实施例的开关设备站中的温度测量装置，
-图2示出了根据本发明的实施例的用于测量开关设备站的温度的方法，
-图3示出了根据本发明的实施例的开关设备站中的温度测量装置的控制模块。
具体实施方式
根据图1所示的优选实施例，示意性地示出了配备有温度测量装置的切断器1。
切断器及其操作对于本领域技术人员而言是已知的，在此不再描述。切断器典型地是开关设备站的元件之一。例如，试图测量切断器1的四个热点的温度，这四个热点为：两个端子11和12、触点13以及主切断部14。
这些元件位于切断器的高压部分。切断器还包括通过空气与高压部分隔开的低压部分。这三个部分(高压部分、空气和低压部分)在图1中示意性地由虚线隔开。
温度测量装置首先包括一组温度传感器。温度传感器被设置在切断器1的待监测的热点附近。
根据图1所示的本发明的实施例的示例，切断器1配备有四个温度传感器。
两个传感器21和22靠近切断器的端子11和端子12。一个传感器23靠近触点13，最后一个传感器24靠近主切断部14。当然，温度传感器的数量可以根据需要进行调整，并且可以更多。例如，可以在开关设备站中设置数百个温度传感器。
传感器21至传感器24通过导线连接至天线25。天线25优选地被屏蔽，以保护该天线25免于受到通常存在于该断路器中由通过断路器的电流产生的电磁场的影响。因此，在500kHz至1MHz的范围的无线电传输不会由于电磁干扰而被扰乱。类似地，对所交换的电信号进行处理的各种电子电路被设置在屏蔽盒中，以同样免于受到电磁场的影响。
天线可以连接至单个传感器或多个(例如，十个)传感器。类似地，也可以在切断器的高压部分中设置多个与天线25类似的天线25，这些天线25中的每个天线连接到一个或多个传感器。
在切断器1的低压部分中，控制模块26被连接至天线27。
温度传感器21至温度传感器24对它们各自所在的点的温度进行测量。所测量的量通过无线电被发送至控制模块26。
传感器21至传感器24是无源的，并且它们执行测量所需的能量是经由天线27从控制模块26发送并且经由天线25接收的电磁能量。该能量存储在传感器的适配电路中，以便由传感器使用以对温度进行测量并且经由天线25发送信号。
模块26对其接收的数据进行处理，以确定切断器1的高压部分中的温度是否正常。该确定例如通过将所测量的温度与标称温度进行比较而进行。
模块26还可以考虑其它传感器提供的信息，例如，由位于模块26自身处的温度传感器或者位于切断器1外部的温度传感器提供的信息。模块26还可以考虑切断器1的其它特性，例如，切断器1的时间常数、过载裕度或者维护约束
因此，可以限定和监测切断器的过载参数。例如，在每次测量并且针对每个测量点，可以确定所测量的温度与限制温度之间的差ΔT。
还可以考虑切断器的时间常数τ。因此，由以下公式给出切断器可以容忍的最大电流Imax：
Imax＝K.e-t/τ
其中，K为常数。
该公式使得可以验证时间常数τ，以便：如果时间常数有轻微的变化，则对上述公式进行校正，或者如果时间常数的值变化显著，则生成警报。
基于由模块26对所测量的温度进行的处理的结果，模块26产生用于监测切断器1或者更一般地监测开关设备站的消息。
消息可能采取不同的形式，并包含或多或少的信息。例如，如果温度过高，该消息是视觉或声音报警。该报警还可以包括关于所估计的容许过载时段的信息。
该消息还可以是例如如果所测量的温度较高而同时电流正常而指示切断器需要维护的信息。
图2示出了由上述装置执行的温度测量方法。该方法包括步骤E1至步骤E5。
步骤E1是通过无线电将测量控制从控制模块26发送至温度传感器21至温度传感器24。可替代地，测量控制是选择性的，并且仅控制所选择的一个或多个传感器。测量控制例如是周期性的。周期可以为1分钟。
应当注意的是，传感器21至传感器24进行工作所需的能量由控制模块26通过无线电发送。发送能量可以与发送测量控制相关联，也可以不与发送测量控制相关联。
在下一步骤E2中，温度传感器21至温度传感器24接收测量控制并测量它们各自所在点的温度。形成温度测量的表示信号，并且下一步骤E3是温度传感器经由天线25将表示信号发送至控制模块26。因此，所测量的量通过无线电被发送至控制模块26。
在下一步骤E4中，模块26经由天线27接收所发送的信号。模块26对测量数据进行处理，以便确定在切断器的高压部分中所测量的温度是否正常。该确定例如通过将所测量的温度与标称温度进行比较而进行。
可以限定和监控切断器的过载参数。例如，在每次测量并且针对每个测量点，可以确定所测量的温度与极限温度之间的差ΔT。
还可以考虑切断器的时间常数τ。因此，切断器可以容忍的最大电流Imax由以下公式给出：
Imax＝K.e-t/τ
其中，K为常数。
该公式可以验证时间常数τ，以便：如果时间常数有轻微变化，则对上述公式进行校正，或者如果时间常数显著变化，则产生警报。
在下一步骤E5中，模块26产生用于监测切断器的消息。消息取决于模块26对测量的温度进行的处理的结果。该消息被发送到人机界面。
根据本发明的方法由专用集成电路或者可编程处理器来执行，或者以存储在计算机的存储器中的计算机程序的形式来执行。
因此，图3示出了根据本发明的控制模块26的特定实施例。
此模块具有计算机的一般结构。该结构特别地包括存储器101、输入接口102、输出接口103以及用于运行实现根据本发明的方法的计算机程序的处理器100。
这些不同的元件典型地通过总线被连接。
输入接口102被连接到天线27，并且用于接收待处理的数据。
处理器100执行上述处理操作。这些处理操作以由处理器100执行之前由存储器101存储的计算机程序代码指令的形式执行。
存储器101还可以存储所执行的处理操作的结果。
输出接口103提供所测量的温度处理结果。

Claims (7)

1.一种用于开关设备站的高压部分的温度测量装置，其特征在于，所述温度测量装置包括：
-位于所述高压部分的待监测温度的点处的至少一个温度传感器(21，22，23，24)；
-连接至所述至少一个温度传感器的至少一个天线(25)；
-位于所述开关设备站的低压部分中的控制模块(26)；
-连接至所述控制模块的至少一个天线(27)；
所述至少一个温度传感器适于经由所述连接至所述至少一个温度传感器的至少一个天线发送所述温度测量的表示信号，以及所述控制模块适于经由所述连接至所述控制模块的至少一个天线接收所述表示信号并且对所述表示信号进行处理以生成消息。
2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述至少一个温度传感器(21，22，23，24)是无源传感器。
3.根据权利要求1或2所述的温度测量装置，其特征在于，所述至少一个温度传感器(21，22，23，24)经由上述天线(25，27)由所述控制模块(26)供电。
4.一种开关设备站，其特征在于，所述开关设备站包括根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的温度测量装置。
5.一种用于开关设备站的高压部分的温度测量方法，其特征在于，所述温度测量方法包括以下步骤：
-位于所述高压部分的待监测温度的点处的至少一个温度传感器(21，22，23，24)进行温度测量(E2)；
-经由与所述至少一个温度传感器连接的至少一个天线(25)发送(E3)所述至少一个温度传感器所测量的温度的表示信号；
-位于所述开关设备的低压部分的控制模块(26)经由连接至所述控制模块的至少一个天线(27)接收(E4)所述表示信号；
-控制模块对所述表示信号进行处理以生成(E4，E5)消息。
6.一种计算机程序，包括当所述程序由计算机运行时用于执行根据权利要求5所述的方法的步骤的指令。
7.一种计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质上记录有计算机程序，所述计算机程序包括用于执行根据权利要求5所述的方法的步骤的指令。
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