變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發(fā)生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關(guān)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(jī)結(jié)合對變壓器內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測，能夠克服現(xiàn)有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發(fā)現(xiàn)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(jù)來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩(wěn)定性更好。
【專利說明】變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器內(nèi)部溫度檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]變壓器絕緣老化是影響其壽命的因素之一，而變壓器內(nèi)部溫度又直接影響了絕緣老化的速度，因此，對變壓器內(nèi)部溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，在變壓器內(nèi)部出現(xiàn)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(jiān)測常用的檢測技術(shù)主要包括紅外測溫技術(shù)，熱電阻測溫技術(shù)以及熱電偶測溫技術(shù)等，其中紅外測溫智能對變壓器表面溫度進(jìn)行測量，測量結(jié)構(gòu)容易受到外界干擾，熱電阻測溫技術(shù)和熱電偶測溫技術(shù)容易受到電力系統(tǒng)強(qiáng)電磁環(huán)境的干擾，測溫效果不佳，測量結(jié)果的精度很難得到保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發(fā)現(xiàn)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(jù)來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩(wěn)定性更好。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發(fā)生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關(guān)和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關(guān)一端連接，所述光開關(guān)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(fā)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(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡輸出端連接PC機(jī)數(shù)據(jù)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(shè)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(shù)據(jù)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(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:通過使用光纖光柵測溫原理與PC機(jī)結(jié)合對變壓器內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測，能夠克服現(xiàn)有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發(fā)現(xiàn)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(jù)來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩(wěn)定性更好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]為解決現(xiàn)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(jié)果的精度很難得到保證的問題，本發(fā)明公開了一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，其特征在于:包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發(fā)生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關(guān)和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關(guān)一端連接，所述光開關(guān)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(fā)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(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡輸出端連接PC機(jī)數(shù)據(jù)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(shè)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(shù)據(jù)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(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的投射濾波或反射鏡，特定波長的光經(jīng)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(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)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(fā)明以35KV油浸式變壓器為例進(jìn)行說明，為獲得變壓器內(nèi)部組件的溫度分布，尤其是準(zhǔn)確獲取繞組熱點溫度，在35 kV變壓器樣機(jī)繞組、撐條、鐵心以及油頂?shù)汝P(guān)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(qū)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(nèi)側(cè)表面中間縱向開設(shè)一小凹槽將光纖光柵傳感器埋入，每根撐條埋設(shè)10支光纖光柵傳感器，相鄰兩傳感器間距為60 _，在該樣機(jī)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(lián)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(yù)設(shè)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(guān)設(shè)備進(jìn)行在線溫度測試。
[0015]總之，本發(fā)明通過使用光纖光柵測溫原理與PC機(jī)結(jié)合對變壓器內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測，能夠克服現(xiàn)有變壓器測溫方式精度低的問題，能夠及時發(fā)現(xiàn)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(jù)來半段變壓器繞組溫度是否正常，精度更高，穩(wěn)定性更好。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，其特征在于:包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、光電檢測信號放大器、鋸齒波發(fā)生器、F-P濾波器、耦合器、寬帶光源、光開關(guān)和光纖光柵傳感器陣列，所光纖光柵傳感器陣列與光開關(guān)一端連接，所述光開關(guān)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(fā)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(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡輸出端連接PC機(jī)數(shù)據(jù)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述耦合器為3dB親合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述寬帶光源與耦合器之間設(shè)置隔離器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器光纖光柵測溫系統(tǒng)，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(shù)據(jù)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(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】胡成軍, 王清亮 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司, 國網(wǎng)河北省電力公司邢臺供電分公司, 國網(wǎng)河北南和縣供電公司