[发明专利]一种基于多频超声波的变压器绝缘油粘度监测方法

说明书

本发明公开了一种基于多频超声波的变压器绝缘油粘度监测方法。通过搭建的多频超声波绝缘油粘度在线监测系统，定期发射9个不同频率下的超声波信号，获取经过绝缘油后的多频超声波信号数据以及测量时的实时油温，通过获得的超声波信号数据计算特征参数，特征参数包括：超声波信号衰减系数、超声波传播波速，最后根据归一化处理后的频率值、衰减系数、超声波波速，结合测量时的实时油温以及40℃新油的粘度计算运行中变压器绝缘油粘度。该方法有效地提高了绝缘油粘度检测的准确性，实现了绝缘油粘度的在线监测。

技术领域

本发明属于变压器绝缘油状态在线监测领域，具体涉及一种基于多频超声波的变压器绝缘油粘度监测方法。

背景技术

变压器是电力系统的核心设备，在电能转换、传输过程中发挥着重要的作用。变压器油作为油浸式变压器必不可少的一部分，起到绝缘和散热的作用。绝缘油油品的优劣直接影响变压器的运行安全，绝缘油粘度过高将导致绝缘油散热性能降低，产生变压器过热的危险，过低的绝缘油粘度又将降低绝缘油的绝缘性能，绝缘油粘度作为一个衡量油品状态的重要参数，需要被重点关注。

超声波作为一种无损检测方法得到了越来越广泛的关注和应用，超声波在介质中传播时会发生散射、折射、吸收等各种物理过程，超声波在不同粘度油品中传播时会发生不同程度的衰减，因此可以利用超声波测量方法实现绝缘油粘度测量。

目前，绝缘油粘度参数的获取还停留在油品的定期检测，国内主要采用GB/T265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》对运行中变压器定期取油样等离线测量方式，这种方法复杂、繁琐，浪费人力物力，取油周期长、无法实现变压器绝缘油粘度实时监测，并且取油过程中可能引入各种杂质、水分，这不但会降低变压器绝缘性能，同时也会影响绝缘油粘度测量结果的准确性。因此，现急需一种基于多频超声波的变压器绝缘油粘度监测方法。

发明内容

为了克服上述背景技术提及的缺陷，本发明提供了一种基于多频超声波的变压器绝缘油粘度监测方法，包括以下步骤：

第一步：搭建绝缘油粘度在线监测系统

搭建多频超声波绝缘油粘度在线监测系统，所述多频超声波绝缘油粘度在线监测系统包括超声波发射控制模块(1)、第一超声波发射传感器(2)、第二超声波接收传感器(3)、温度传感器(4)、前置放大器(5)、数据采集器(6)、信号传输线(11)、终端机(12)、计时器(13)；第一超声波发射传感器(2)、第二超声波接收传感器(3)和温度传感器(4)安装在油枕(9)与变压器油箱(7)之间的油路(8)上，超声波发射控制模块(1)连接到第一超声波发射传感器(2)定期控制第一超声波发射传感器(2)依次发出多频超声波信号，所述多频超声波信号的频率f_i(i＝1、2、…、9)分别为f₁＝800kHz、f₂＝850kHz、f₃＝900kHz、f₄＝950kHz、f₅＝1000kHz、f₆＝1050kHz、f₇＝1100kHz、f₈＝1150kHz、f₉＝1200kHz，所述多频超声波信号的峰-峰值恒定为U，第二超声波接收传感器(3)采集依次经过绝缘油(10)后的所述多频超声波信号，采集到的所述多频超声波信号依次经过前置放大器(5)后存储到数据采集器(6)，温度传感器(4)将测量到的实时油温T传输到数据采集器(6)存储，计时器(13)将超声波发射控制模块(1)依次发出的所述多频超声波信号的起始时刻t_l，fi、所述多频超声波信号依次到达第二超声波接收传感器(3)的时刻t_a，fi送入数据采集器(6)存储，t_l，fi、t_a，fi(i＝1、2、....、9)分别为9个超声波信号依次从第一超声波传感器(2)发出和依次到达第二超声波传感器(3)的时刻，终端机(12)每天从数据采集器(6)获取数据、处理数据并更新绝缘油(10)粘度数据库；