[發明專利]基于光纖傳感器技術的變壓器在線多參數監測裝置

無效

• 申請號: 200810098867.X
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101294856A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 許慧中
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術學院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01H9/00;G08B25/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及一種變壓器在線監測裝置，具體地說是一種將先進的MOEM(Micro-0ptical-Electro-Mechanical?System，微光機電系統)光纖傳感技術和計算機數據采集和分析技術相結合，通過網絡通信方式，實現電力系統變壓器監測的基于光纖傳感器技術的變壓器多參數在線監測裝置。

背景技術

變壓器是電力系統中的關鍵設備，它的良好運行對電網安全具有重要的意義。但是，變壓器在運行中，由于不可避免的受到電、熱、振動、環境、絕緣老化等各種因素的影響，其技術性能不斷劣化，使運行狀態不佳。目前，定期檢修和安全試驗是保證變壓器安全運行的主要手段，但由于檢修周期長，現行的預防性試驗項目對變壓器的發展性故障反映不靈敏、不及時，發展速度在幾天至幾周的局部缺陷往往不能及時被發現，甚至導致發生各種故障(如過熱性故障、放電性故障、過熱兼放電故障、機械故障等)及重大事故，引起局部乃至大面積停電，造成巨大的直接和間接經濟損失和社會影響。因此，迫切需要先進的技術手段，對變壓器進行有效地在線監測，實時掌握變壓器的運行狀態，用針對性的檢修維護取代定期檢修，減少停電損失、實現早期故障預報、避免惡性事故發生的安全運行目標。變壓器運行狀態的在線監測是變壓器安全運行的發展趨勢。

變壓器多參量光纖在線監測技術基于21世紀先進的MOEM(微光機電系統)光纖傳感技術，通過多種類型的光纖傳感器，如MEMS光纖溫度傳感器、MEMS光纖振動傳感器、MEMS光纖超聲傳感器等，在線監測變壓器的運行狀態，由于光纖傳感器絕緣性能優異、外形小巧、不受電磁干擾，所以能夠直接安裝在變壓器內部，具有更好的檢測靈敏度和故障定位能力。用光纖傳感器在線監測變壓器的運行狀態，并直接以光信號的方式將參量值傳送經數字信號處理后，實時在線監測變壓器運行狀態，將運行數據送到變電站控制室或調度室內。當變壓器局部放電量超標、變壓器油和繞組熱點過溫過熱、鐵心及繞組變形、松動等機械故障發生時，自動進行聲、光報警以及向值班人員發送報警短信，為變壓器的及時檢修維護提供可信的依據，實現變壓器的無人值守，提高變壓器安全運行監測水平。由于變壓器在線監測裝置采用全光纖檢測技術，變壓器安裝的檢測探頭和傳輸線全部為光纖材質，因此，在線監測裝置與變壓器之間沒有電氣連接，對電網沒有任何影響。目前市場上還沒有一種基于光纖傳感器技術的變壓器多參數在線監測裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于光纖傳感器技術的變壓器多參數在線監測裝置，該監測裝置應用光纖傳感器對運行狀態的變壓器多參數進行實時信號采集，并用數字信號處理技術實現在線監測，實現無人值守和自動報警。

本發明的目的是這樣實現的：

一種基于光纖傳感器技術的變壓器在線監測裝置，它包括MEMS光纖溫度傳感器模塊單元、MEMS光纖振動傳感器模塊單元、MEMS光纖噪聲傳感器模塊單元、傳感信號接口轉換電路單元、數字信號處理(DSP)單元、網絡接口和輸出聲光報警電路單元；MEMS光纖溫度傳感器模塊單元輸出端、MEMS光纖振動傳感器模塊單元輸出端、MEMS光纖噪聲傳感器模塊單元輸出端均與傳感信號接口轉換電路單元輸入端連接，傳感信號接口轉換電路單元輸出端與數字信號處理單元輸入端連接；數字信號處理單元輸出端與網絡接口和輸出聲光報警電路單元的輸入端連接。

本發明中，MEMS光纖溫度傳感器模塊單元輸出端TX1/RX1與傳感信號接口轉換電路單元輸入端相連，MEMS光纖振動傳感器模塊單元輸出端TX2/RX2與傳感信號接口轉換電路單元輸入端相連，MEMS光纖噪聲傳感器模塊單元輸出端TX3/RX3與傳感信號接口轉換電路單元輸入端相連。傳感信號接口轉換電路單元輸出端TX/RX/CON1與數字信號處理單元輸入端相連。數字信號處理單元輸出端TX45/RX45/OUT1-n與網絡接口和輸出聲光報警電路單元的輸入端相連。

本發明中，所述數字信號處理單元由TI?2000系列DSP及電平變換芯片74LVC14構成。傳感信號接口轉換電路單元由一組多片STC單片機及(STC89C5402)及串行通信驅動芯片MAX232和連接器DB9構成。網絡接口和輸出聲光報警電路單元由網絡驅動芯片、RJ45連接器、N型三極管及功率繼電器(JQC-3F-12VDC)構成。