[實用新型]一種基于分布式光纖技術的變壓器繞組監測系統

有效

• 申請號: 201721486638.6
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN207335914U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 豐盛;白倩;張穎;朱思琦;張欽渭;袁建華
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01B21/32
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于分布式光纖技術的變壓器繞組監測系統，在變壓器繞組上粘貼光纖光柵，光纖光柵與光纖耦合器的一端相連，光纖耦合器引出的一根光纖通過拉曼散射光纖解調儀與光電轉換器連接，光電轉換器經過A/D轉換器與工業計算機連接，拉曼散射光纖傳感技術只能對溫度進行監控，避免了應變信號的干擾，實現了對變壓器繞組溫度的監控。本實用新型通過分析光纖光柵輸出信號，采用一定算法解決了調制信號的交叉敏感性問題，實現了對變壓器繞組溫度和應變雙參數的準確測量，并基于測量參數完成對變壓器繞組故障點的準確檢測。

技術領域

本實用新型涉及一種基于分布式光纖技術的變壓器繞組監測系統，屬于光電子測量技術領域。

背景技術

電力變壓器作為電力系統最重要對的電氣設備之一，其正常運行是電力系統安全可靠供電的保證之一，但隨著社會生產和人們生活對電的依賴和需求，用電量急劇增加，電力系統正朝著超高容量的方向發展，變壓器的故障率也變高。因此，及時檢測變壓器的運行狀態，監測變壓器內部是否發生故障是必要的。目前，電力系統檢測技術已從離線的定期檢測轉變為在線的連續監測，其目的是實時監測變壓器的運行狀態，檢測其是否運行正常，是否發生故障，以便及時檢修。

變壓器的繞組是變壓器的重要組成部分，隨著變壓器容量的增大，其發熱問題越來越顯著，溫度升高，變壓器內部容易產生故障，一些氣體也伴隨著產生，變壓器內部壓強急劇上升，變壓器繞組在高溫高壓下容易變形，這將嚴重影響變壓器的正常使用和使用時間，因此，監測變壓器繞組是十分必要的。以前通過監測變壓器頂層油溫來推測變壓器繞組溫度，但變壓器繞組溫度分布是極不均勻的，該方法誤差很大且實用性差，直接監測變壓器繞組的變形程度也是較難的。

光纖光柵經過封裝粘貼在變壓器繞組上直接作為傳感器使用，實現對變壓器繞組各個點的溫度、應變等物理量的直接測量，靈敏度高、耐腐蝕、抗電磁輻射，適用于長期監測。但由于光纖光柵波長對溫度與應變同時敏感，即溫度與應變同時引起光纖光柵耦合波長移動，使得通過測量光纖光柵耦合波長移動無法對溫度與應變加以區分，因此，光纖傳感技術容易監測變壓器繞組，但其輸出的信號卻難以分析，溫度與應變交叉敏感問題難以解決。

發明內容

本實用新型的目的正是為了解決上述技術問題存在的缺陷而提出一種能夠實現對變壓器繞組溫度和應變的雙參數測量，實現對故障點的準確檢測，并分析光纖光柵輸出信號交叉敏感性問題的一種基于分布式光纖技術的變壓器繞組監測系統。

本實用新型采用的技術方案是：

一種基于分布式光纖技術的變壓器繞組監測系統，在變壓器繞組上粘貼光纖光柵，光纖光柵與光纖耦合器的一端相連，光纖耦合器引出的一根光纖通過拉曼散射光纖解調儀與光電轉換器連接，光電轉換器經過A/D轉換器與工業計算機連接，拉曼散射光纖傳感技術只能對溫度進行監控，避免了應變信號的干擾，實現了對變壓器繞組溫度的監控；光纖耦合器引出的另一根光纖直接與光電轉換器連接，然后通過A/D轉換器與工業計算機相連，可獲得光纖光柵上的輸出信號的數據，可進行對比分析；變壓器內部光纖光柵上裝有應變式壓力傳感器，應變式壓力傳感器經過采集卡的采集、A/D轉換器的轉換，將應變信號變為電信號傳給工業計算機進行分析，實現了對變壓器繞組應變的監測。

本實用新型的有益效果：

1.該系統通過光纖光柵傳感器和拉曼散射光纖解調儀實現了對變壓器繞組溫度的監測，通過應變式壓力傳感器實現對變壓器繞組應變的監測，實現了變壓器繞組的應變和溫度的雙參量測量，避免了光纖傳感技術的交叉敏感問題。

2.該系統通過拉曼散射傳感技術，采用波長編碼技術，消除了光源功率波動及系統損耗的影響，可以準分布式測量和長期監測。

3.基于光纖光柵的溫度傳感器溫度測量范圍廣、檢測精度高，可檢測變壓器繞組各個點的溫度。

4.該系統基于光纖傳感技術對變壓器繞組進行監測，抗電磁干擾能力強，電絕緣性能好，安全可靠。