本發(fā)明涉及變壓器油溫測量領(lǐng)域，具體涉及一種油浸式變壓器油溫測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

溫度控制指示器(簡稱溫控器)是控制冷卻系統(tǒng)投退和超溫報警的核心裝置。變壓器上用的溫控器主要有油面溫控器和繞組溫控器，繞組溫控器是在油面溫控器的基礎(chǔ)上增加了加熱元件，通過熱模擬方法實現(xiàn)對繞組溫度的測量。當(dāng)前主流溫控器，如德國MESSKO公司的MT-ST型油面溫控器和MT-STW型繞組溫控器，瑞典AKM公司34系列油面溫控器和35系列繞組溫控器，均屬于壓力式膨脹測溫儀器(內(nèi)含波登管)，是由彈性波紋管、毛細(xì)管和溫包組成一個全密封系統(tǒng)，密閉系統(tǒng)內(nèi)的感溫介質(zhì)受油溫度變化的影響其壓力相應(yīng)發(fā)生變化，彈性波紋管端部產(chǎn)生聯(lián)動位移變化，然后帶動指針指示被測溫度值。該種測量方法雖能反映變壓器某一點域的油溫變化，但考慮到油溫在變壓器油箱內(nèi)具有不均衡分布的特性，因此該種測量方法對反映油溫的總體分布情況并不適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種靈活度高、抗干擾能力強、能夠反映油溫的總體分布情況的油浸式變壓器油溫測量裝置及測量方法。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種油浸式變壓器油溫測量裝置，包括豎直置于變壓器油箱內(nèi)的壓力變送器槽型安裝支架、沿壓力變送器槽型安裝支架高度方向安裝于壓力變送器槽型安裝支架一側(cè)的至少兩個壓力變送器、通過專用線纜接線裝置與壓力變送器電連接的測量數(shù)據(jù)處理裝置以及與測量數(shù)據(jù)處理裝置電連接的監(jiān)控主機；所述的數(shù)據(jù)測量處理裝置包括依次連接的低通濾波器、電流/電壓交換電路、多路A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、串口通信電路，其中壓力變送器產(chǎn)生的信號經(jīng)專用線纜接線裝置進入低通濾波器，微控制器經(jīng)串口通信電路將油溫測量數(shù)據(jù)送至監(jiān)控主機。

壓力變送器產(chǎn)生的信號依次通過低通濾波器、電流/電壓變換電路、多路A/D轉(zhuǎn)換器輸送到微控制器，此處微控制器可選取32位微控制器LPC1768，微控制器運行存儲器內(nèi)預(yù)先編譯好的處理程序進行數(shù)據(jù)的處理和運算，經(jīng)串口通信電路將解算出的油溫測量數(shù)據(jù)送至監(jiān)控主機。監(jiān)控主機安裝了油溫測量數(shù)據(jù)分析、顯示應(yīng)用程序，通過界面窗口顯示油溫。

通過專用線纜將壓力變送的電源線和信號線連接到測量數(shù)據(jù)處理裝置的專用接口上，線纜的連接方式變得更簡單。

低通濾波器過濾壓力變送器信號線中混入的高頻干擾信號，以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；電流/電壓信號變換電路將4～20mA電流信號變換成1～5V電壓信號，以方便信號處理要求；多路A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號變換成數(shù)字電壓信號，以滿足數(shù)字信號處理要求。測量數(shù)據(jù)處理裝置配置有32位微控制器，是測量數(shù)據(jù)處理和運算的核心；串口通信電路提供了RS232、RS485、USB等多種形式的通用串行通信接口，方便了與計算機各式接口的連接。

優(yōu)選的，所述的微控制器連接有聲光報警電路。聲光報警電路用于油溫異常情況報警，提示及時采取措施。

優(yōu)選的，所述的微控制器連接有時鐘電路。時鐘電路為微控制器提供穩(wěn)定的時鐘源，同時為數(shù)據(jù)的記錄提供時間數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述的微控制器連接有FLASH儲存器。大容量FLASH數(shù)據(jù)存儲器可根據(jù)配置需要記錄測量數(shù)據(jù)及異常情況，為以后的數(shù)據(jù)分析提供原始測量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述的微控制器連接有液晶屏。液晶屏為TFT寬溫智能液晶屏。微控制器將解算出的油溫測量數(shù)據(jù)送至主監(jiān)控機的同時將其送到TFT寬溫智能液晶屏實時顯示。TFT寬溫智能液晶屏工作溫度范圍-20℃～+70℃，在抗振、防磁、抗干擾和防靜電方面性能優(yōu)異，工作穩(wěn)定可靠，可實時顯示油溫測量結(jié)果及油溫分布情況。

優(yōu)選的，所述的微控制器連接有按鍵及鍵值掃描電路。按鍵及鍵值掃描電路可進行工作模式的選擇及測量參數(shù)設(shè)置，提高裝置使用的靈活性。

優(yōu)選的，所述的專用線纜接線裝置通過與其相連的電源變換電路為壓力變送器供電。電源變換電路設(shè)置在數(shù)據(jù)測量處理裝置內(nèi)，交流AC220V接入，輸出有24V和5V兩種直流電壓，給壓力變送器供電用24V，給裝置內(nèi)的各個功能電路供電用5V。

優(yōu)選的，所述的壓力變送器槽型安裝支架側(cè)立面上沿高度方向均勻設(shè)置有至少兩個圓孔，所述的圓孔的大小與壓力變送器的安裝接頭相匹配，所述的壓力變送器的測量頭穿進圓孔，通過金屬格蘭連接頭與壓力變送器槽型安裝支架固定連接。

上述油浸式變壓器油溫測量裝置的測量方法，包括如下步驟：

步驟一、通過兩個相鄰壓力變送器測得兩個相鄰測量點的壓強，并計算得到相鄰兩測量點之間的壓強差；

步驟二、將計算得到的壓強差帶入到公式中即可求得兩相鄰測量點間的平均油溫T的大??；

其中，各符號所代表的物理量分別為：

T：兩相鄰測量點間的平均油溫；

T₀：計算參考溫度；

ρ₀：變壓器油在參考溫度T₀℃時的密度；

g：重力加速度；

Δh：相鄰兩測量點之間的高度差；

Δp：相鄰兩測量點之間的壓強差；

其中，T₀、ρ₀可查表獲取，ρ₀隨T₀變化，在T₀＝20℃時，ρ₀＝871kg/m³；步驟三、根據(jù)計算出的多個相鄰兩點之間平均油溫，進一步得出變壓器油溫的整體分布情況。

該方法依據(jù)的測量原理是：變壓器油的密度ρ是隨著油溫T的變化而變化，而密度ρ是決定油箱內(nèi)某點處油壓強(p＝ρgh)大小的一個因素，因此壓強的變化可反映出油溫的變化，基于這一原理，可通過測量兩個不同高度的測量點的油壓強差，可將兩個測量點之間的平均油溫解算出來。

本發(fā)明利用壓力變送器感受油溫引起的壓力變化來間接測量油溫，響應(yīng)速度快，測量精度高；相鄰兩個壓力變送器的輸出信號相減，相減后的壓力差帶入計算式可算出這兩個壓力變送器之間的油層平均溫度，進行相減運算是為了避免這兩個壓力變送器之外的油壓力的影響。本發(fā)明設(shè)計合理，靈活度高、抗干擾能力強、測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠反映油溫的總體分布情況。

附圖說明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明各功能單元系統(tǒng)框架圖；

其中，1、壓力變送器，2、壓力變送器槽型安裝支架，3、專用線纜接線裝置，4、數(shù)據(jù)測量處理裝置，5、監(jiān)控主機，6、低通濾波器，7、電流/電壓交換電路，8、多路A/D轉(zhuǎn)換器，9、聲光報警電路，10、時鐘電路，11、電源變換電路，12、FLASH儲存器，13、微控制器,14、液晶屏，15、按鍵及鍵值掃描電路，16、串口通信電路，1a、1#壓力變送器，1b、2#壓力變送器，1c、3#壓力變送器，1d、4#壓力變送器。

具體實施方式

如圖1所示，一種油浸式變壓器油溫測量裝置，包括壓力變送器槽型安裝支架2，壓力變送器槽型安裝支架2上安裝有四個壓力變送器1，分別是1#壓力變送器1a，2#壓力變送器1b，3#壓力變送器1c，4#壓力變送器1d；壓力變送器1通過專用線纜接線裝置3與測量數(shù)據(jù)處理裝置4電連接，測量數(shù)據(jù)處理裝置4與監(jiān)控主機5電連接。其中，如圖2所示，壓力變送器1產(chǎn)生的信號依次通過低通濾波器6、電流/電壓變換電路7、多路A/D轉(zhuǎn)換器8輸送到微控制器13，所述的微控制器13還與聲光報警電路9、時鐘電路10、FLASH儲存器12、液晶屏14、按鍵及鍵值掃描電路15、串口通信電路16電連接，所述的串口通信電路16與監(jiān)控主機5電連接，還包括與專用線纜接線裝置3連接的電源變換電路11。電源變換電路11設(shè)置在數(shù)據(jù)測量處理裝置4內(nèi)，交流AC220V接入，輸出有24V和5V兩種直流電壓，給壓力變送器1供電用24V，給裝置內(nèi)的各個功能電路供電用5V。為使結(jié)構(gòu)說明圖2簡潔，裝置內(nèi)的各功能電路與電源變換電路11的接線不再單獨標(biāo)示。

此處微控制器13可選取32位微控制器LPC1768，液晶14為TFT寬溫智能液晶屏。

工作時，系統(tǒng)正確接線并上電后，通過按鍵選擇工作模式并設(shè)置測量參數(shù)，1#壓力變送器1a～4#壓力變送器1d輸出4～20mA電流信號，每1mA代表一定的壓力值，經(jīng)專用線纜連接裝置3送入測量數(shù)據(jù)處理裝置4內(nèi)的低通濾波器6，濾掉附加的高頻干擾信號后，送入電流/電壓變換電路7，輸出1～5V電壓信號，多路A/D轉(zhuǎn)換器8對此電壓信號進行采樣，經(jīng)內(nèi)部比較電路處理后，輸出32位數(shù)字電壓信號，然后經(jīng)I/O接口電路送入32位微控制器LPC1768，32位微控制器LPC1768運行程序存儲器內(nèi)預(yù)先編譯好的處理程序進行數(shù)據(jù)的處理和運算，解算出的油溫測量數(shù)據(jù)送到TFT液晶屏14實時顯示，同時經(jīng)串行通信接口16和線纜將油溫測量數(shù)據(jù)送到后臺監(jiān)控主機5，監(jiān)控主機5安裝了油溫測量數(shù)據(jù)分析、顯示應(yīng)用程序，通過界面窗口顯示1#壓力變送器1a與2#壓力變送器1b之間的油溫、2#壓力變送器1b與3#壓力變送器1c之間的油溫、3#壓力變送器1c與4#壓力變送器1d之間的油溫。