CN107860971B - 理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法，通过无线无源配电表箱以及外界环境温度采集、配电表箱基础数据和参数信息收集、测点温度数据存储，进行理论热损耗功率计算，建立理论空间温度场模拟模型，通过测点温度与理论温度场的比对计算和趋势分析，分析出配电表箱的老化过程，根据结果进行自动化告警；本发明的最终目的是通过对理论温度场模拟建立和测点数据的分析计算，实现对配电网中配电表箱老化的判定和异常状况的分析，降低配电表箱因分布和数量巨大等原因造成的人工运维检修成本，及时发现配电表箱老化或异常状况，提升配电网运行安全水平和自动化水平。

Description

理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法
技术领域：
本发明涉及一种电力行业安全监控技术领域，特别是涉及一种理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法。
背景技术：
配电表箱长期处于室外运行，环境复杂，容易出现老化情况，一旦出现老化情况，就会造成电气设备故障，造成不必要的损失，因此需要及时对配电表箱的老化情况进行检测。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过理论温度场模拟和采集温度进行数据分析判定设备老化趋势或者故障并进行自动报警推送的理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法。
本发明的技术方案是：
一种理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法，利用无线无源温度采集检测技术获取到实时配电表箱温度数据，结合理论空间温度场的模拟结果，通过计算和分析，判断设备老化及其老化程度，次过程可分为理论热损耗功率计算、设备以及外界环境温度信息采集、理论温度场模拟、设备温度分析输出结果四大步骤，建立起针对设备老化判断的具体方法，以求达到对因热损耗造成设备老化的自动化报警提示，其中各步骤如下：
1、理论热损耗功率计算包括步骤：1a、设备基础参数信息采集；1b、设备理论热损功率数据计算；
其具体过程为：根据设备的基础参数，包含其额定电压、额定电流、电阻电抗、配电表箱中其他连接项设备比热容等信息，计算出该配表箱的理论热损功率；
2、设备以及外界环境温度信息采集包括步骤：2a、温度传感器信息采集；2b、测温采集器数据存储传输；2c、无线无源测温温度火灾检测***数据存储2d、无线无源测温温度火灾检测***实测数据预处理；
其具体过程为：根据无线无源配电表箱温度火灾报警监制技术中的无线无源信息采集机制。实测温度信息的采集包括配电表箱内的温度信息以及其外界环境温度信息的数据；
3、理论温度场模拟包括步骤：3a、配电表箱基础数据收集；3b、实测温度数据获取；3c、理论热损功率获取；3d、理论温度场空间模型模拟；
其具体过程为：根据配电表箱的基本参数信息，主要是配电表箱内部空间大小、内置设备比热容等，结合理论热损耗功率计算结果以及外界环境温度的实际测量信息，建立起模拟的理论温度场；
4、设备温度分析输出结果包括步骤：4a、测点温度实时数据获取；4b、测点温度历史数据获取；4c、测点温度与理论温度场比对计算；4d、设备老化分析结果输出；
其具体过程为：以建立的理论温度场与实际采集的设备温度信息，结合历史采集的设备温度信息等数据，分析比对实际设备温度与理论温度场中的数据差值以及数据差值变化趋势，通过设备热损耗老化原理进行设备老化程度信息判断，输出设备老化判定结果。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用无线无源温度采集检测技术获取到实时配电表箱温度数据，结合理论空间温度场的模拟结果，通过计算和分析，可以有效的判断出设备老化及其老化程度，减少配电表箱人工和运维的成本，同时降低因设备老化造成的生产安全方面的风险。
2、本发明采用无线无源温度采集技术可以大幅地提高信息采集的准确度和实时度，与模拟出的理论温度场可以进行有效的信息比对和计算。
3、本发明对于配电表箱基本参数获取，气象条件的采集采用气象部门提供的气象信息接口进行调用，可以准确的获取外界环境和基本参考信息。
4、本发明针对大量温度采集数据、外界环境数据、设备参数基本信息的数据挖掘和分析，在理论温度场模拟与设备老化分析的研究上提供有效的保障。
附图说明：
图1为理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法的原理框图。
图2为理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法的流程框图。
具体实施方式：
实施例：参见图1和图2。
理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法，利用无线无源温度采集检测技术获取到实时配电表箱温度数据，结合理论空间温度场的模拟结果，通过计算和分析，判断设备老化及其老化程度，次过程可分为理论热损耗功率计算、设备以及外界环境温度信息采集、理论温度场模拟、设备温度分析输出结果四大步骤，建立起针对设备老化判断的具体方法，以求达到对因热损耗造成设备老化的自动化报警提示，其中各步骤如下：
1、理论热损耗功率计算包括步骤：1a、设备基础参数信息采集；1b、设备理论热损功率数据计算；
其具体过程为：根据设备的基础参数，包含其额定电压、额定电流、电阻电抗、配电表箱中其他连接项设备比热容等信息，计算出该配表箱的理论热损功率；
热损耗功率是计算理论温度场的重要来源数据之一。热损耗功率的计算方式主要分为导电回路接头、连接件和触头, 因接触不良造成过度发热和绝缘介质老化、受潮后,其介质损耗增大, 发热功率增加这两种。
（1）导电回路接头、连接件和触头, 因接触不良造成过度发热。其发热功率：
P=I2R
其中 R 为接触电阻。
（2）绝缘介质老化、受潮后, 其介质损耗增大, 发热功率增加。其发热功率：
P=U2ωCtgδ
其中 C是介质的等效电容。
2、设备以及外界环境温度信息采集包括步骤：2a、温度传感器信息采集；2b、测温采集器数据存储传输；2c、无线无源测温温度火灾检测***数据存储2d、无线无源测温温度火灾检测***实测数据预处理；
其具体过程为：根据无线无源配电表箱温度火灾报警监制技术中的无线无源信息采集机制。实测温度信息的采集包括配电表箱内的温度信息以及其外界环境温度信息的数据；
3、理论温度场模拟包括步骤：3a、配电表箱基础数据收集；3b、实测温度数据获取；3c、理论热损功率获取；3d、理论温度场空间模型模拟；
其具体过程为：根据配电表箱的基本参数信息，主要是配电表箱内部空间大小、内置设备比热容等，结合理论热损耗功率计算结果以及外界环境温度的实际测量信息，建立起模拟的理论温度场；
理论温度场代表的广泛意义上的温度场，它指的是物体（包含内部）上的各点在热损设备（热源点）的作用下某一时刻的温度部分状态。通过对热传导过程以及温度场的分析可知，温度场通常是一个不断变化的场。
在物体导热的过程中，初始条件表明一种开始状态，通常指导热体的起始温度分布情况。温度场的初始条件就是指在传热过程的初始时刻整个场区的温度分布，初始条件是针对导热物体的整个温度场而言，而非单个点的其实状态。这里是指瞬态热传导过程，而稳态的温度场则不涉及初始条件。在真实的情况下，瞬态温度场会随时间逐步接近于稳态温度场，但初始状态则是有差异的，可以区分导热状态。
计算温度场的变化与初始条件之间具有一定的关系。本发明中温度场的初始条件即指在t=0时刻物体内部温度T的分布函数，满足关系式T=T(x,y,z,t)。
4、设备温度分析输出结果包括步骤：4a、测点温度实时数据获取；4b、测点温度历史数据获取；4c、测点温度与理论温度场比对计算；4d、设备老化分析结果输出；
其具体过程为：以建立的理论温度场与实际采集的设备温度信息，结合历史采集的设备温度信息等数据，分析比对实际设备温度与理论温度场中的数据差值以及数据差值变化趋势，通过设备热损耗老化原理进行设备老化程度信息判断，输出设备老化判定结果。
趋势分析比对方式参考“老化温度-时间曲线ageing ternperaturr-finu curve”可以把高分子绝缘材料的耐热寿命老化为其中一种分析理论，获得各温度点在老化过程中，有关性能变化与时间关系的动力学曲线图，由此求出各温度点达到特定老化状态时可能性百分比。
趋势线性方程的公式表示为：y=a+bx。
其中：a和b为常数，x表示时期系数的值，x是由分配确定，并要使∑x=0。为了使∑x=0。
通过对温度趋势的分析结果，比对理论温度场中的空间理论温度数值，判断配电表箱设备是否老化以及故障出现。
离散数学模型通过历史温度采集数据建立，将理论温度场中固定空间的温度带入模型进行数据比对，根据离散结果进行判定特定老化状态。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法，利用无线无源温度采集检测技术获取到实时配电表箱温度数据，结合理论空间温度场的模拟结果，通过计算和分析，判断设备老化及其老化程度，其具体步骤是：
A、根据无线无源配电表箱温度火灾报警监制技术中的无线无源信息采集机制实时测量配电表箱内的温度信息以及其外界环境温度信息，采集配电表箱的基本参数信息，配电表箱的基本参数信息包括配电表箱内部空间大小、内置设备比热容；
B、根据设备的基础参数，计算出该配电表箱的理论热损耗功率，设备的基础参数包含其额定电压、额定电流、电阻电抗、配电表箱中其他连接项设备比热容信息；
C、根据配电表箱的基本参数信息，结合理论热损耗功率以及外界环境温度的实时测量信息，建立起模拟的理论温度场；
D、在指定空间内的理论温度场，获取具体空间坐标中的温度数据，结合坐标处的实时温度数据和历史温度数据，分析比对实时设备温度与理论温度场中的数据差值以及数据差值变化趋势，通过趋势分析和离散数据模型分析，输出设备老化判定结果。
2.根据权利要求1所述的理论温度场模拟的配电表箱老化分析方法，其特征是：所述配电表箱内的温度信息以及其外界环境温度信息的步骤为：a、温度传感器信息采集；b、测温采集器数据存储传输；c、无线无源测温温度火灾检测***数据存储；d、无线无源测温温度火灾检测***实测数据预处理。
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