[发明专利]基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系统

权利要求书

1.一种基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系统，其特征在于所 述系统包括变压器三维温度场在线监测模块、三维温度场回归分析与快速构 建模块、三维温度场实体建模与热分析模块以及故障诊断集成分析模块；变 压器三维温度场在线监测模块将检测的温度场信号传输至三维温度场回归分 析与快速构建模块，通过计算得到变压器温度场特征实测信息；所述实测信 息通过三维温度场实体建模与热分析模块传输至故障诊断集成分析模块，结 合存贮的变压器热故障温度场特征库，辨识热故障的类型、位置的详细信息； 三维温度场实体建模与热分析模块根据接收到的温度场特征实测信息建立温 度场模型；

所述的三维温度场实体建模与热分析模块，其组成包括实体建模模块和 基于有限元方法的温度场分析模块，所述实体建模模块和基于有限元方法的 温度场分析模块实施方法包括以下步骤：

①对有温度分布或者温度变化的物体或者系统进行实体建模；

②将建立好的实体模型导入至有限元分析软件中，显示实体模型；

③进行网格划分建立有限元模型，并设置材料参数和边界条件；

④施加约束载荷，提交计算机求解；

⑤建立温度场模型，显示结果。

2.根据权利要求1所述的基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系 统，其特征在于所述的变压器三维温度场在线监测模块，其组成包括传感器、 红外热像仪、信号处理电路；工作原理是：利用一定数量的所述的传感器实 时在线检测某些关键点温度，传感器的检测的温度电压信号连接于所述的信 号处理电路，所述的信号处理电路完成信号的放大、滤波以及模数转换，同 时信号处理电路将数据传输给存贮于三维温度场回归分析与快速构建 模块的数据库。

3.根据权利要求1所述的基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系 统，其特征在于所述步骤①中，进行实体建模的软件为SolidWorks、Pro/E、 或者UG；建模步骤依次为规划设计意图、创建基体特征、细节特征设计、特 征修改、完成建模。

4.根据权利要求1所述的基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系 统，其特征在于所述步骤②中，实体建模的软件与所述有限元分析软件，通 过一个可相互操作的数据通道，进行系统共享和几何数据交换；选择SAT作 为数据交换的传输格式，将实体建模模块建立的模型导入至基于有限元方法 的温度场分析模块。

5.根据权利要求1所述的基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系 统，其特征在于所述步骤③中，设置的材料参数有特性参数和热力学性能参 数，包括材料密度、比热容、热传导系数。

6.根据权利要求1所述的基于三维温度场快速构建的变压器故障诊断系 统，其特征在于所述的故障诊断集成分析模块，还包括变压器故障相对应的 温度场特征库以及故障数据库。