[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于光纖光柵的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910308921.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110132447A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓祥;張雪健;鮑克勤;胡佳佳;蔡雨晴;倪蓉;翟新偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01K11/32
• 分類(lèi)號(hào): G01K11/32;G01R19/25;G01K1/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

本發(fā)明涉及一種基于光纖光柵的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括環(huán)境溫度采集模塊、繞組溫度采集模塊、設(shè)備參數(shù)輸入模塊、變壓器繞組溫度控制模塊等10個(gè)部分。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地得知變壓器的繞組熱點(diǎn)溫度并進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警，對(duì)變壓器各種工況下的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，供技術(shù)人員參考，對(duì)變壓器的安全運(yùn)行和變壓器的允許過(guò)載及運(yùn)行壽命評(píng)估具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于光纖光柵的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定對(duì)于保障電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行具有重要意義。而溫度過(guò)高則是造成電力變壓器絕緣損壞的主要因素，其中繞組溫度的升高將直接影響到變壓器的使用壽命與安全運(yùn)行。

變壓器處于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境，普通電子類(lèi)傳感器易受強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，傳輸距離、絕緣等級(jí)以及安裝維護(hù)等方面都具有很大的局限性。目前大多數(shù)國(guó)內(nèi)外變壓器通常采用熱模擬測(cè)量法或間接計(jì)算法獲取繞組溫度，但是模型計(jì)算存在一定的誤差，并且測(cè)量的頂層油溫的變化通常滯后于繞組的溫度變化。已有的測(cè)量技術(shù)無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)分析變壓器繞組熱點(diǎn)溫度以及精準(zhǔn)預(yù)測(cè)不同工況下溫度的變化趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于光纖光柵的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)變壓器的繞組熱點(diǎn)溫度，對(duì)變壓器不同工況下的溫度變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，有效地提高變壓器的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于光纖光柵的變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括變壓器繞組溫度控制模塊，其輸入端分別與變電站環(huán)境溫度采集模塊、頂層油溫采集模塊、底層油溫采集模塊、繞組溫度采集模塊和變壓器負(fù)載電流采集模塊相連接，其輸出端分別與用于顯示系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置的工作狀態(tài)和變壓器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的LED顯示模塊、用于把計(jì)算得出的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)和采集遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)傳來(lái)的變壓器參數(shù)的通訊口和用于儲(chǔ)存所述變壓器繞組溫度控制模塊的控制計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊相連接，其中，所述頂層油溫采集模塊、所述底層油溫采集模塊和所述繞組溫度采集模塊均采用光纖光柵溫度傳感器以測(cè)量溫度。

進(jìn)一步地，所述的光纖光柵溫度傳感器包括ASE寬帶光源、可調(diào)諧F-P濾波器、光環(huán)形器、光電探測(cè)器和光開(kāi)關(guān)，所述ASE寬帶光源輸出的連續(xù)光譜的反射光信號(hào)經(jīng)所述光環(huán)形器傳輸至所述可調(diào)諧F-P濾波器中，所述可調(diào)諧F-P濾波器通過(guò)控制器FPGA處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的透射波長(zhǎng)和反射光信號(hào)的中心波長(zhǎng)相一致時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出最大光強(qiáng)值并通過(guò)所述控制器FPGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理后將得出結(jié)果發(fā)送至所述變壓器繞組溫度控制模塊并最終通過(guò)所述LED顯示模塊顯示實(shí)時(shí)溫度。

進(jìn)一步地，所述的變壓器繞組溫度控制模塊的輸入端還與用于將由變電站內(nèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中直接獲取的變壓器設(shè)備參數(shù)輸入所述變壓器繞組溫度控制模塊的變壓器設(shè)備參數(shù)輸入模塊相連接，所述設(shè)備參數(shù)包括變壓器電壓等級(jí)和額定電流。

進(jìn)一步地，所述的變壓器負(fù)載電流采集模塊采用零磁通電流傳感器。

進(jìn)一步地，所述的變電站環(huán)境溫度采集模塊由站內(nèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中直接獲取數(shù)字量信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至所述變壓器繞組溫度控制模塊中。

進(jìn)一步地，所述變壓器繞組溫度控制模塊采用TMSC6000系列數(shù)字信號(hào)處理芯片以進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與繞組溫度預(yù)測(cè)計(jì)算。

進(jìn)一步地，所述通信口采用RS485接口或RS232接口或以太網(wǎng)口。

進(jìn)一步地，所述變壓器繞組溫度控制模塊將其實(shí)測(cè)的繞組溫度與計(jì)算繞組溫度作對(duì)比并采用自適應(yīng)濾波算法以修正繞組溫度計(jì)算控制算法。