一种充油设备储油空间温度三维可视化系统及工作方法

摘要

本发明提出了一种充油设备储油空间温度三维可视化系统及工作方法，包括温度监测组件，温度监测组件交错布置在变压器核心部件外侧，温度监控组件与上位机相连接，上位机与终端相连接，终端与数据库相连接。本发明通过对储油空间内敏感位置点获取温度数据，并与模拟温度数据进行匹配获取标定数据，进而实现了储油空间三维温度场数据的实时可视化。

说明书

技术领域

本发明涉及变压器油温变化监测的技术领域，尤其涉及一种充油设备储油空间温度三维可视化系统及工作方法。

背景技术

现有针对变压器等充油设备的温度数据获取，主要采用特定位置点实测与短时间内油温数据预测（基于油温、负荷电流、环境温度等历史数据之间关系）两种方法。其结果都是获取的一维点数据，因此在对该数据进行应用时是基于整个储油空间温度分布均匀的假设，与真实的储油空间非均匀、流动特征差异较大。

关于关键测取点以及预测点的确定，目前主要以变压器顶部作为监测重点区域，其原因是考虑油品受热上浮且冷油下沉，整体上空间上部油品平均温度要高于下部。但真实情况是储油空间最高温度不在顶部而在变压器核心部件周围，且特殊情况下，温度数据异常变化的最为敏感的区域也在变压器核心部件周围，因此针对该附近区域的温度数据获取十分重要。

将获取的温度数据呈现是观测变压器运行状况以及异常情况下采取措施的前提。现有一维数据只能以点数据呈现，较云图式三维数据呈现存在决策依据不足（仅仅是一个简单的阀值）与直观性差的缺点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种充油设备储油空间温度三维可视化系统及其工作方法，通过对储油空间内敏感位置点获取温度数据，并与模拟温度数据进行匹配获取标定数据，进而实现了储油空间三维温度场数据的实时可视化，更加直观的对大型充油设备储油空间的温度分布与演化进行监测，为决策系统提供更多数据基础。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种充油设备储油空间温度三维可视化系统，包括温度监测组件，温度监测组件交错布置在变压器核心部件外侧，温度监控组件与上位机相连接，上位机与终端相连接，终端与数据库相连接。

优选地，所述温度监测组件包括温度传感器，温度传感器交错布置在变压器核心部件外侧，温度传感器与上位机相连接。

一种充油设备储油空间温度三维可视化系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、首先构建模拟温度：利用模拟软件进行不同核心部件热功率、环境温度、油品流动以及油品传热参数条件下的储油空间流场-温度场的数值模拟，通过训练模拟计算结果，并保存模拟结果数据，模拟结果数据导入数据库形成模拟温度数据库；

S2、储油空间温度获取：通过对储油空间敏感点位置交错布置温度传感器，利用温度传感器实时测取关键位置点温度数据，温度数据实时传输至上位机，上位机将储油空间温度数据传输至终端；

S3、建立储油空间温度数据库：将关键位置点温度数据与模拟温度数据库中对应位置点模拟数据进行最优化匹配，基于最优匹配算法将最优化匹配结果进行标定，该组三维标定数据作为大型储油设备空间温度场的真实数据进行调用；

S4、储油设备空间三维温度可视化：将调用的三维标定数据传输到终端，并利用编程软件实现三维温度数据实时可视化呈现；

S5、根据步骤S2，设定温度探测数据获取间隔时间点，重复步骤S2~S5实现不同时间节点储油设备空间三维温度数据可视化呈现。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过对储油空间内敏感位置点获取温度数据，并与模拟温度数据进行匹配获取标定数据，进而实现了储油空间三维温度场数据的实时可视化，更加直观的对大型充油设备储油空间的温度分布与演化进行监测，为决策系统提供更多数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种充油设备储油空间温度三维可视化系统，包括温度监测组件，温度监测组件交错布置在变压器核心部件外侧，温度监控组件与上位机相连接，上位机与终端相连接，终端与数据库相连接；所述温度监测组件包括温度传感器，温度传感器交错布置在变压器核心部件外侧，温度传感器与上位机相连接。

一种充油设备储油空间温度三维可视化系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、首先构建模拟温度：利用模拟软件进行不同核心部件热功率、环境温度、油品流动以及油品传热参数条件下的储油空间流场-温度场的数值模拟，通过训练模拟计算结果，并保存模拟结果数据，模拟结果数据导入数据库形成模拟温度数据库；基于COMSOLMultiphysics数值模拟软件进行不同核心部件热功率、环境温度、油品流动以及油品传热参数条件下的储油空间流场-温度场的数值模拟。其中核心部件的热功率要考虑正常工况、临界工况以及异常工况情况；环境温度边界同样应该将常规及异常天气情况考虑在内；油品的流动、传热阐述应该考虑油品老化等因素造成的改变，通过平时进行训练模拟计算将有价值的计算结果进行保存，尽可能的完善丰富大型储油设备储油空间内的温度数据库；

S2、储油空间温度获取：通过对储油空间敏感点位置交错布置温度传感器，利用温度传感器实时测取关键位置点温度数据，温度数据实时传输至上位机，上位机将储油空间温度数据传输至终端；为了实现用已有数据库温度数据有效的表征大型充油设备储油空间真实温度场分布，本系统在数值研究与实验验证基础上确定大型充油设备上对温度响应较为敏感的关键位置点（多点），并布置温度传感器，实时测取关键位置点（多点）的温度数据；

S3、建立储油空间温度数据库：将关键位置点温度数据与模拟温度数据库中对应位置点模拟数据进行最优化匹配，基于最优匹配算法将最优化匹配结果进行标定，该组三维标定数据作为大型储油设备空间温度场的真实数据进行调用；将关键位置点实测温度数据与储油空间油温数据库对应位置点模拟数据进行最优化匹配，将最优化匹配结果进行标定，进而认为该组全空间三维数据作为大型储油设备空间温度场的真实数据进行调用；

S4、储油设备空间三维温度可视化：将调用的三维标定数据传输到终端，并利用编程软件实现三维温度数据实时可视化呈现；将调用的三维空间数据集传输到智慧系统终端，并基于Python设计语言实现大型储油设备空间三维温度数据的可视化；

S5、根据步骤S2，设定温度探测数据获取间隔时间点，重复步骤S2~S5实现不同时间节点储油设备空间三维温度数据可视化呈现；设计间隔时间点，重复上述关键位置温度数据的测取、实测数据与数据库数据匹配、调用后对三维数据可视化呈现的步骤可以实现大型储油设备空间三维温度数据的实时呈现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。