(10)申请公布号 (43)申请公布日 2015.01.28
C N 104316134
A (21)申请号 201410618580.0
(22)申请日 2014.11.06
G01F 23/18(2006.01)
(71)申请人山东理工大学
地址255086 山东省淄博市高新技术产业开
发区高创园D 座1012室
(72)发明人咸日常
(74)专利代理机构淄博佳和专利代理事务所
37223
代理人
孙爱华
(54)发明名称
统
(57)摘要
统，属于电力系统及其相关设备的智能监测技术
领域。包括如下步骤：步骤a ，系统启动；步骤b ，
系统自检；步骤c ，系统自检是否正常；步骤d ，输
出故障信号；步骤e ，采集静压信号；步骤f ，输入
PLC 计算当前油位；步骤g ，计算该油位下的当前
当前油温是否高于安全油温上
限；步骤i ，油位过高；步骤j ，当前油温是否低于
安全油温下限；步骤k ，油位过低；步骤l ，PLC 判
断是否复位。在下油箱底部设置有油位传感器，油
位传感器接线自接线盒引出后与控制器的输入端
口相连。本发明能够实时监测设备绝缘油的精确
油位状态，并将油位转换为电气量信息并上传，实
现了注油电气设备油位的在线监测，提高了设备
的智能化水平。
(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书6页 附图3页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图3页(10)申请公布号CN 104316134 A
1.一种油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤a，系统启动；
上电后，系统正常启动；
步骤b，系统自检；
系统启动之后进行自检；
步骤c，系统自检是否正常；
PLC判断系统自检是否正常，如果正常，执行步骤1005，如果自检不正常，执行步骤1004；
步骤d，输出故障信号；
PLC将故障信号进行输出，并将故障记录上传至上位机进行存储；
步骤e，采集静压信号；
油位传感器（8）采集油箱内绝缘油的静压信号；
步骤f，注入PLC计算当前油位；
油位传感器（8）将采集到的静压值送至PLC，PLC计算出油箱内的油位高度；
步骤g，计算该油位下的当前油温；
PLC计算当前油位下所对应的当前油温；
步骤h，当前油温是否高于安全油温上限；
PLC判断当前油温是否高于安全油温上限，如果当前油温高于安全油温上限，执行步骤i，否则执行步骤j；
步骤i，油位过高；
PLC判断出油箱内当前油位过高，并进行报警；
步骤j，当前油温是否低于安全油温下限；
PLC判断当前油温是否低于安全油温下限，如果当前油温低于安全油温下限，执行步骤k，否则返回步骤e；
步骤k，油位过低；
PLC判断出油箱内当前油位过低，并进行报警；
步骤l，PLC判断是否复位；
PLC判断是否接收到复位开关的复位信号，如果复位开关发出复位信号，PLC控制报警装置停止工作；如果复位开关未发出复位信号，报警装置继续工作，对油位的异常状态进行警示，同时将报警信息上传至上位机进行存储。
2.根据权利要求1所述的油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：在步骤f 中，所述的PLC根据静压-油位曲线计算出油箱内的油位高度。
3.根据权利要求1所述的油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：在步骤g 中，所述的PLC根据油位-油温曲线计算出当前油温。
4.根据权利要求1所述的油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：在步骤h 中，所述的安全油温上限为标准油温与温度余量之和。
5.根据权利要求1所述的油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：在步骤h 中，所述的安全油温下限为标准油温与温度余量之差。
6.一种用于实现权利要求1~5所述的油浸式高压电气设备油位监测方法的监测系统，包括自上而下依次设置的储油箱（2）、瓷套（4）以及下油箱（7），储油箱（2）与下油箱（2）通过瓷套（4）联通，在下油箱（7）的侧面设置有接线盒（5），其特征在于：在所述的下油箱（7）内的底部设置有油位传感器（8），油位传感器（8）的供电及信号线通过所述的接线盒（5）引出后与控制器的输入端口相连。
7.根据权利要求6所述的油浸式高压电气设备油位监测系统，其特征在于：设置有与连接在所述控制器输入输出端口相连的复位按键，控制器的输出端口同时连接报警装置、显示屏以及上位机。
8.根据权利要求6所述的油浸式高压电气设备油位监测系统，其特征在于：所述的油位传感器（8）采用压力传感器实现。
9.根据权利要求6或7所述的油浸式高压电气设备油位监测系统，其特征在于：所述的控制器为PLC。
油浸式高压电气设备油位监测方法及监测系统
技术领域
[0001] 油浸式高压电气设备油位监测方法及监测系统，属于电力系统及其相关设备的智能监测技术领域。
背景技术
[0002] 油浸式高压电气设备中的绝缘油起绝缘、散热或灭弧作用，油位过高和过低都将影响其安全运行。油位过高可能是环境温度高、设备负荷大、储油柜容量设计不合理、内部存在发热故障等因素引起，会使设备内部压力增大，极易造成设备损坏，引发停电事故；油位降低，可能是运行环境温度过低、储油柜容量设计不合理、设备密封不良导致渗漏油等因素引起，也将危及设备绝缘，引发设备事故。油浸式高压电气设备需要定期或实时监视油位的变化情况，防止因缺油导致绝缘受潮或绝缘强度降低引发设备绝缘事故，也防止设备内部油位高、压力大引起设备喷油或发生爆炸事故。
[0003] 在现有技术中，需要在油浸式高压电气设备顶部的储油柜上安装管式或指针式油位计，用于监视设备内部绝缘油的油位。该方案由于高压电气设备顶部处于高电位，即使安装传感器，信号电源也因绝
缘问题难以解决，无任何电信号输出，需要通过人工定期巡视来获得油位信息。该方案存在诸多弊端，一是由于目前设备定期巡视的周期长，不能在线监测绝缘油的油位信息，影响设备状态量信息的收集。二是设备长期带电运行后，油位指示装置因老化或脏污，造成地面巡视人员因需要保持带电安全距离，而不能正确识别绝缘油油位，也有受安装位置限制，带电巡视极不方便，给设备安全运行留下隐患。三是该解决方案的油位显示装置处于高电位，一旦出现渗漏油、指示不准确等情况，影响设备运行，必须立即对设备实施停电才能消除缺陷。四是目前油浸式高压电气设备的油位信息是非电气量的定性信息，需要人工输入，不能自动上传和智能分析，严重影响力电气设备和变电站整体智能化水平的提高。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够实时在线监测设备绝缘油的油位状态，并将油位转换为电气量信息并上传，实时收集油浸式高压电气设备油位状态量的油浸式高压电气设备油位监测系统，以及提高了油浸式高压电气设备的智能化水平的油浸式高压电气设备油位监测方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该油浸式高压电气设备油位监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤a，系统启动；
上电后，系统正常启动；
步骤b，系统自检；
系统启动之后进行自检；
步骤c，系统自检是否正常；
PLC判断系统自检是否正常，如果正常，执行步骤1005，如果自检不正常，执行步骤1004；
步骤d，输出故障信号；
PLC将故障信号进行输出，并将故障记录上传至上位机进行存储；
步骤e，采集静压信号；
油位传感器采集油箱内绝缘油的静压信号；
步骤f，注入PLC计算当前油位；
油位传感器将采集到的静压值送至PLC，PLC计算出油箱内的油位高度；
步骤g，计算该油位下的当前油温；
PLC计算当前油位下所对应的当前油温；
步骤h，当前油温是否高于安全油温上限；
PLC判断当前油温是否高于安全油温上限，如果当前油温高于安全油温上限，执行步骤i，否则执行步骤j；
步骤i，油位过高；
PLC判断出油箱内当前油位过高，并进行报警；
步骤j，当前油温是否低于安全油温下限；
PLC判断当前油温是否低于安全油温下限，如果当前油温低于安全油温下限，执行步骤k，否则返回步骤e；
步骤k，油位过低；
PLC判断出油箱内当前油位过低，并进行报警；
步骤l，PLC判断是否复位；
PLC判断是否接收到复位开关的复位信号，如果复位开关发出复位信号，PLC控制报警装置停止工作；如果复位开关未发出复位信号，报警装置继续工作，对油位的异常状态进行警示，同时将报警信息上传至上位机进行存储。
[0006] 优选的，在步骤f中，所述的PLC根据静压-油位曲线计算出油箱内的油位高度。[0007] 优选的，在步骤g中，所述的PLC根据油位-油温曲线计算出当前油温。[0008] 优选的，在步骤h中，所述的安全油温上限为标准油温与温度余量之和。[0009] 优选的，在步骤h中，所述的安全油温下限为标准油温与温度余量之差。[0010] 一种油浸式高压电气设备油位监测系统，包括自上而下依次设置的储油箱、瓷套以及下油箱，储油箱与下油箱通过瓷套联通，在下油箱的侧面设置有接线盒，其特征在于：在所述的下油
箱内的底部设置有油位传感器，油位传感器的供电及信号线通过所述的接线盒引出后与控制器的输入端口相连。
[0011] 优选的，设置有与连接在所述控制器输入输出端口相连的复位按键，控制器的输出端口同时连接报警装置、显示屏以及上位机。
[0012] 优选的，所述的油位传感器采用压力传感器实现。
[0013] 优选的，所述的控制器为PLC。
[0014] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1、通过本发明的油浸式高压电气设备油位监测系统，通过在油箱内设置油位传感器，
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