變壓器光纖光柵測溫系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種變壓器光纖光柵測溫系統，包括PC機、數據采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關和光纖光柵傳感器陣列；通過使用光纖光柵測溫原理與PC機結合對變壓器內部溫度進行檢測，能夠克服現有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發現變壓器繞組溫度異常的問題，同時還能將測點溫度和測點溫升速率作為依據來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩定性更好。
【專利說明】變壓器光纖光柵測溫系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及變壓器內部溫度檢測【技術領域】，尤其涉及一種變壓器光纖光柵測溫系統。
【背景技術】
[0002]變壓器絕緣老化是影響其壽命的因素之一，而變壓器內部溫度又直接影響了絕緣老化的速度，因此，對變壓器內部溫度進行實時監測，在變壓器內部出現高溫時采取合理的降溫措施是延長變壓器使用壽命的有效措施。
[0003]變壓器繞組溫度在線監測常用的檢測技術主要包括紅外測溫技術，熱電阻測溫技術以及熱電偶測溫技術等，其中紅外測溫智能對變壓器表面溫度進行測量，測量結構容易受到外界干擾，熱電阻測溫技術和熱電偶測溫技術容易受到電力系統強電磁環境的干擾，測溫效果不佳，測量結果的精度很難得到保證。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種變壓器光纖光柵測溫系統，能夠克服現有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發現變壓器繞組溫度異常的問題，同時還能將測點溫度和測點溫升速率作為依據來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩定性更好。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種變壓器光纖光柵測溫系統，包括PC機、數據采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關一端連接，所述光開關另外一段與耦合器連接，所述耦合器輸入端連接寬帶光源，所述耦合器輸出端連接F-P濾波器，所述鋸齒波發生器兩端分別連接F-P濾波器信號端和光電檢測信號放大器比較端，所述F-P濾波器輸出端連接光電檢測信號放大器的信號輸入端，所述光電檢測信號放大器信號輸出端連接數據采集卡，所述數據采集卡輸出端連接PC機數據接口。
[0006]所述親合器為3dB親合器。
[0007]所述寬帶光源與耦合器之間設置隔離器。
[0008]所述寬帶光源的型號為DL-BX-CS5169，中心波長范圍為1530_1570nm ;所述？-卩濾波器的型號為FFP-TF2，波段范圍為1260-1620nm，數據采集卡的型號為PC1-6133，光線光柵傳感器的型號為FBG-T-Ol，工作波長范圍為1510-1590nm。
[0009]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:通過使用光纖光柵測溫原理與PC機結合對變壓器內部溫度進行檢測，能夠克服現有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發現變壓器繞組溫度異常的問題，同時還能將測點溫度和測點溫升速率作為依據來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩定性更好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明結構原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0012]為解決現有變壓器溫度測量裝置容易受到外界干擾，測溫效果不佳，測量結果的精度很難得到保證的問題，本發明公開了一種變壓器光纖光柵測溫系統，其特征在于:包括PC機、數據采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關一端連接，所述光開關另外一段與耦合器連接，所述耦合器輸入端連接寬帶光源，所述耦合器輸出端連接F-P濾波器，所述鋸齒波發生器兩端分別連接-FP腔信號端和光電檢測信號放大器比較端，所述F-P濾波器輸出端連接光電檢測信號放大器的信號輸入端，所述光電檢測信號放大器信號輸出端連接數據采集卡，所述數據采集卡輸出端連接PC機數據接口 ；所述耦合器為3dB耦合器；所述寬帶光源與耦合器之間設置隔離器；所述寬帶光源的型號為DL-BX-CS5169，中心波長范圍為1530-1570nm;所述F-P濾波器的型號為FFP-TF2，波段范圍為1260_1620nm，數據采集卡的型號為PC1-6133，光線光柵傳感器的型號為FBG-T-01，工作波長范圍為1510_1590nm。
[0013]光纖光柵利用光線材料的光敏性，采用紫外曝光等措施在光纖纖芯形成空間相位光柵，光纖光柵傳感器的作用實質上是在纖芯內形成一個窄帶的投射濾波或反射鏡，特定波長的光經光柵反射后返回光入射的方向，作用在光柵處的溫度使得光柵的周期和折射率發生變化，進而導致發射光波長的變化，因此通過檢測反射光波長的變化即可測得溫度的變化。
[0014]本發明以35KV油浸式變壓器為例進行說明，為獲得變壓器內部組件的溫度分布，尤其是準確獲取繞組熱點溫度，在35 kV變壓器樣機繞組、撐條、鐵心以及油頂等關鍵部位布置了 14根光纖，共218支光纖光柵傳感器。其中，低壓繞組從第2至第59餅(共64餅)每隔兩餅布置一支光纖光柵傳感器；高壓繞組中間第27至第34餅(共58餅)為高壓分接段，該段區域不布置光纖光柵傳感器；從第37至第56餅每餅布置一支光纖光柵傳感器。繞組中成功布置6根光纖，共89支光纖光柵傳感器。撐條內側表面中間縱向開設一小凹槽將光纖光柵傳感器埋入，每根撐條埋設10支光纖光柵傳感器，相鄰兩傳感器間距為60 _，在該樣機中成功布置4根光纖共66支光纖光柵傳感器。鐵心布置光纖光柵傳感器采用表貼式，每相鐵心柱表面縱向布置兩列各10支光纖光柵傳感器，兩列傳感器串聯引出，相鄰兩傳感器間距為70 _，鐵心成功布置3根光纖共53支光纖光柵傳感器。測量頂層油溫的10支光纖光柵傳感器懸掛在箱蓋預設的支架上，相鄰兩傳感器間距為70 _，并將安裝好的光纖按照附圖連接相關設備進行在線溫度測試。
[0015]總之，本發明通過使用光纖光柵測溫原理與PC機結合對變壓器內部溫度進行檢測，能夠克服現有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發現變壓器繞組溫度異常的問題，同時還能將測點溫度和測點溫升速率作為依據來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩定性更好。
【權利要求】
1.一種變壓器光纖光柵測溫系統，其特征在于:包括PC機、數據采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關一端連接，所述光開關另外一段與親合器連接，所述親合器輸入端連接寬帶光源，所述耦合器輸出端連接F-P濾波器，所述鋸齒波發生器兩端分別連接F-P濾波器信號端和光電檢測信號放大器比較端，所述F-P濾波器輸出端連接光電檢測信號放大器的信號輸入端，所述光電檢測信號放大器信號輸出端連接數據采集卡，所述數據采集卡輸出端連接PC機數據接口。
2.根據權利要求1所述的變壓器光纖光柵測溫系統，其特征在于:所述耦合器為3dB親合器。
3.根據權利要求2所述的變壓器光纖光柵測溫系統，其特征在于:所述寬帶光源與耦合器之間設置隔離器。
4.根據權利要求3所述的變壓器光纖光柵測溫系統，其特征在于:所述寬帶光源的型號為DL-BX-CS5169，中心波長范圍為1530_1570nm ;所述F-P濾波器的型號為FFP-TF2，波段范圍為1260-1620nm，數據采集卡的型號為PC1-6133，光線光柵傳感器的型號為FBG-T-OI，工作波長范圍為1510-1590nm。
【文檔編號】G01K11/32GK104515622SQ201410826207
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】胡成軍, 王清亮 申請人:國家電網公司, 國網河北省電力公司, 國網河北省電力公司邢臺供電分公司, 國網河北南和縣供電公司