The invention discloses a transformer winding deformation on-line monitoring system based on an optical fiber grating strain sensor, belonging to the technical field of power transformer safety monitoring. Broadband light source on-line monitoring system of the transformer winding deformation are respectively connected with coupler and M Z interferometer, 1 N coupler series behind fiber grating strain sensor; in the M Z interferometer in series behind the splitter, a photoelectric detector, a signal processing unit and a computer; the system of the optical signal after the reflection grating the M Z interferometer, phase modulation, the wave splitter interference after light wavelength separation and photoelectric detector respectively enter into electrical signals, then the signal processing unit is transmitted to the IPC treatment. The fiber Bragg grating strain sensor of the invention can monitor the axial deformation state of the coil in real-time and on-line, and can realize the real-time monitoring of the overall axial deformation of the transformer winding.
【技术实现步骤摘要】
采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统
本专利技术属于电力变压器安全监测
,特别涉及一种采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统。技术背景电力变压器是发、输、配电系统中的重要设备,其性能和质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益,绕组又是变压器的重要组成部分。变压器绕组载流后会在其所处空间及其周围空间建立起轴向和辐向的漏磁场;处于该磁场中的绕组本身又要受到“洛伦兹力”或者称之为电磁力的作用,电磁力在变压器绕组材料中产生机械应力,并部分地传到变压器其它元件上。在正常运行时,电磁力并不大,但是发生短路时,绕组受到的短路电磁力将剧增,达到正常值的几十倍,甚至几百倍,足以引起变压器绕组产生变形;即电力变压器在运行过程中不可避免地要遭受各种故障短路电流的冲击,一旦短路故障发生在变压器出口附近,如果绕组内部机械结构存在薄弱环节,必然会产生绕组扭曲、鼓包或移位等变形现象,严重时会导致突发性损坏事故。因此,开展变压器绕组应力、变形测试研究势在必行,对防止变压器事故的发生有重要的作用。目前电力系统中常用的监测变压器绕组变形的方法是短路阻抗法、频率响应法、振动监测法等。短路阻抗法、频率响应法都需要安排设备停电进行试验,无法做到在线监测。振动监测法虽然可以在线监测,但该方法是通过监测油箱壁上振动来反映绕组振动继而反映绕组变形情况,无法做到直接监测,易受变压器的运行方式、制造工艺、环境和温度变化的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,该变压器绕组变形在线监测系统包括:宽带光源 ...
【技术保护点】
一种采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,该变压器绕组变形在线监测系统包括:宽带光源、M‑Z干涉仪、耦合器、光纤光栅应变传感器、分波器、光电探测器、信号处理单元、和工控机;其中,宽带光源(1)分别连接耦合器(2)和M‑Z干涉仪(4),耦合器(2)后面串联1‑n个光纤光栅应变传感器(3);在M‑Z干涉仪(4)后面依次串联分波器(5)、光电探测器6)、信号处理单元(7)和工控机(8);所述M‑Z干涉仪为马赫曾德干涉仪。
【技术特征摘要】
1.一种采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,该变压器绕组变形在线监测系统包括:宽带光源、M-Z干涉仪、耦合器、光纤光栅应变传感器、分波器、光电探测器、信号处理单元、和工控机;其中,宽带光源(1)分别连接耦合器(2)和M-Z干涉仪(4),耦合器(2)后面串联1-n个光纤光栅应变传感器(3);在M-Z干涉仪(4)后面依次串联分波器(5)、光电探测器6)、信号处理单元(7)和工控机(8);所述M-Z干涉仪为马赫曾德干涉仪。2.根据权利要求1所述采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,所述宽带光源为该系统主要光源,能够稳定发出特定波长范围内的光的光源。3.根据权利要求1所述采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,所述M-Z干涉仪包括输入、输出两个耦合器,两个耦合器之间并联测量臂和参考臂,测量臂和参考臂为光程不同的两臂,用于对光进行相位干涉。4.根据权利要求1所述采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,所述分波器具有波分复用功能,将不同波长的光按波长进行分离。5.根据权利要求1所述采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,所述光电探测器用于将反射光转换为电信号。6.根据权利要求1所述采用光纤光栅应变传感器的变压器绕组变形在线监测系统,其特征在于,所述信号处理...
【专利技术属性】
技术研发人员:王伟,刘世远,高超飞,王鹏,宋树,童中宇,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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