变压器光纤在线实时测温系统技术方案

本发明专利技术公开了变压器光纤在线实时测温系统，属于变压器安全保护技术领域，解决了变压器测温容易受电磁、距离影响导致测温不精准的技术问题。其包括主机管理系统、传输系统和传感系统。传感系统包括温度传感器，主机管理系统包括光纤传感分析仪，光纤传感分析仪电连接有报警装置，光纤传感分析仪电连接有显示装置，光纤传感分析仪电连接有火灾控制器。光纤传感分析仪电连接有光缆接续盒，光缆接续盒电连接有第一光分路盒，第一光分路盒电连接有多个第二光分路盒，第二光分路盒和第一光分路盒上均电连接有多个温度传感器，且温度传感器用于设置在变压器上检测变压器内部不同位置的实时温度，温度传感器采用光纤布拉格光栅光学无源器件。无源器件。无源器件。

【技术实现步骤摘要】
变压器光纤在线实时测温系统


[0001]本专利技术属于变压器安全保护
，具体涉及变压器光纤在线实时测温系统。

技术介绍

[0002]随着无人值守变电站的推行，必然使变压器的远程温度检测的需求日益增大。电力变压器是供电系统中的一个重要设备，变压器自身温度变化会直接影响变压器的安全运行以及电网系统的稳定，因此实时监控变压器的运行温度对电网系统显得非常重要。现代工业中，工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化，工业设备运行异常或故障通常表现出温度的异常变化。因此设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段，对设备的安全运行具有重大意义。变压器内部接触不良、负荷过重等原因导致过热，以致烧坏设备。高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热，加速绝缘老化导致击穿，这是高压变压器的主要故障形式。大型油浸式变压器温度的在线实时温度监控，是对变压器安全的重要保障。通过对变压器内温度连续监测，实现故障的早期报警，当发生故障时，提供及时报警并指明故障点位置，并提供故障分析的详尽监测数据，可以保证变压器的安全可靠运行。
[0003]目前对油浸式变压器温度的检测主要采用热敏电阻测温方式，变压器的温度检测设备多是基于热电偶、热电阻等电传感器，这种测温方式易受电磁干扰、传输距离、导线电阻等因素影响，使测量产生误差，特别是远距离传输会导致测量产生10
‑
20C误差，且故障率高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供变压器光纤在线实时测温系统，解决了变压器测温容易受电磁、距离影响导致测温不精准的技术问题。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：变压器光纤在线实时测温系统，其包括主机管理系统、传输系统和传感系统，传感系统包括温度传感器，主机管理系统包括光纤传感分析仪，光纤传感分析仪电连接有报警装置，光纤传感分析仪电连接有显示装置，光纤传感分析仪电连接有火灾控制器，光纤传感分析仪电连接有光缆接续盒，光缆接续盒电连接有第一光分路盒，第一光分路盒电连接有多个第二光分路盒，第二光分路盒和第一光分路盒上均电连接有多个温度传感器，且温度传感器设置在变压器上用于检测变压器内部不同位置的实时温度，温度传感器采用光纤布拉格光栅光学无源器件。
[0006]进一步的，传输系统包括光纤，光缆接续盒与第一光分路盒通过光纤连接，第一光分路盒与第二光分路盒通过光纤连接。
[0007]进一步的，光纤传感分析仪采用FBG
‑
8型平滑扩容型光纤传感分析仪。显示装置包括液晶显示屏，光纤传感分析仪用于将不同位置的温度数据进行合成，得到变压器的实时运行温度并将温度数值传输到液晶显示屏。
[0008]进一步的，光纤布拉格光栅光学无源器件用于宽带光源通过时，光波导内传播的
前向导模与后向反射模式进行耦合形成布拉格反射，通过光纤光栅中心波长和温度有非常好的线性关系的特性，实现温度实时测量。
[0009]进一步的，光纤光栅的Bragg方程为:λ
B
＝2n
ef fΛ
。式中λ
B
为光纤光栅的布拉格反射光波中心波长,n
ef f
为光纤纤芯有效折射率,Λ为光栅周期。
[0010]进一步的，报警装置采用的型号为LWX3600SF6在线监测报警器，报警装置接收光纤传感分析仪传递的温度信号值，若温度信号值高于预定值后发出警报响声。
[0011]进一步的，预定值包括第一温度值和第二温度值，第一温度值为80℃，第二温度值为95℃。
[0012]进一步的，光纤的外部套设有保护层，保护层采用PEEK材料。
[0013]进一步的，火灾控制器采用型号为西门子FC1860
‑
B1的控制器。
[0014]进一步的，光纤传感分析仪包括多个通道，每个通道接八个温度传感器，两个温度传感器连接一个变压器。
[0015]本专利技术的有益效果：通过采用光纤布拉格光栅光学无源器件作用温度传感器，光纤布拉格光栅光学无源器件是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。测温安全，不受电磁干扰、传输距离、导线电阻等因素的影响，测温范围
‑
55℃～200℃，测温准确度为
±
0.3℃，具有标准通信和控制接口，可与企业局域网或宽带公共网络互联互通，实现远程监测和无人职守运行。另外，实现了报警设置，报警联动，数据共享，节省人力成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的示意图。
[0017]图2为本专利技术的波长与温度线性关系图。
[0018]图中：1、主机管理系统
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2、温度传感器
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3、光纤传感分析仪
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4、报警装置
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5、显示装置
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6、火灾控制器
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7、光缆接续盒
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8、第一光分路盒
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9、第二光分路盒
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10、光纤
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11、保护层
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12、变压器。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明，需要指出的是本专利技术中出现的所有上下前后左右等方位词，所有方位词均不对本专利技术做限定，只是为了更清楚的说明和解释本专利技术。
[0020]实施例1如图1
‑
2所示，本实施列公开了变压器光纤在线实时测温系统，其包括主机管理系统1、传输系统和传感系统，传感系统包括温度传感器2，主机管理系统1包括光纤传感分析仪3，光纤传感分析仪3电连接有报警装置4，光纤传感分析仪3电连接有显示装置5，光纤传感分析仪3电连接有火灾控制器6，光纤传感分析仪3电连接有光缆接续盒7，光缆接续盒7电连接有第一光分路盒8，第一光分路盒8电连接有多个第二光分路盒9，第二光分路盒9和第
一光分路盒8上均电连接有多个温度传感器2，且温度传感器2设置在变压器12上用于检测变压器12内部不同位置的实时温度，温度传感器2采用光纤布拉格光栅光学无源器件。
[0021]本实施例通过采用光纤布拉格光栅光学无源器件作用温度传感器2，光纤布拉格光栅光学无源器件是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。测温安全，不受电磁干扰、传输距离、导线电阻等因素的影响，测温范围
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变压器光纤在线实时测温系统，包括主机管理系统（1）、传输系统和传感系统，其特征在于：所述传感系统包括温度传感器（2），所述主机管理系统（1）包括光纤传感分析仪（3），所述光纤传感分析仪（3）电连接有报警装置（4），光纤传感分析仪（3）电连接有显示装置（5），光纤传感分析仪（3）电连接有火灾控制器（6），光纤传感分析仪（3）电连接有光缆接续盒（7），所述光缆接续盒（7）电连接有第一光分路盒（8），所述第一光分路盒（8）电连接有多个第二光分路盒（9），所述第二光分路盒（9）和第一光分路盒（8）上均电连接有多个所述温度传感器（2），且温度传感器（2）设置在变压器（12）上用于检测变压器（12）内部不同位置的实时温度，所述温度传感器（2）采用光纤布拉格光栅光学无源器件。2.根据权利要求1所述的变压器光纤在线实时测温系统，其特征在于：所述传输系统包括光纤（10），所述光缆接续盒（7）与所述第一光分路盒（8）通过所述光纤（10）连接，第一光分路盒（8）与所述第二光分路盒（9）通过所述光纤（10）连接。3.根据权利要求1或2所述的变压器光纤在线实时测温系统，其特征在于：所述光纤传感分析仪（3）采用FBG
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8型平滑扩容型光纤传感分析仪；所述显示装置（5）包括液晶显示屏，光纤传感分析仪（3）用于将不同位置的温度数据进行合成，得到变压器（12）的实时运行温度并将温度数值传输到所述液晶显示屏。4.根据权利要求1所述的变压器光纤在线实时测温系统，其特征在于：所述光纤布拉格光栅光学无源器件用于宽带光源通过时，光波导内传播的前向导模...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏民，张霄，李星婕，苗贵喜，呼建礼，彭超，李江坤，郭俊杰，张岚，席晟哲，王绍坤，赵红波，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司安阳供电公司，
类型：发明
国别省市：