本发明专利技术涉及变压器监测系统，具体涉及一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，用于解决现有基于分布式光纤测温测振的变压器监测系统存在系统结构复杂、稳定性差、灵敏度不高及不能定量测量的不足之处。该基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统包括测温组件、测振组件、数据采集模块、单模光纤、光开关和上位机，其采用单模光纤对变压器的温度异常和振动异常进行实时监测，具有抗电磁干扰，灵敏度高、稳定性强的优点。同时，本发明专利技术还提供一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统及方法
[0001]本专利技术涉及变压器监测系统及方法，具体涉及一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统及方法。
技术介绍
[0002]变压器在整个电网中占据重要地位，在变压器损坏事故中，多数原因为变压器铁芯松散、绕组温度过高以及变压器绕组变形导致。变压器在运行过程中，铁芯及绕组一直处于轻微振动的状态，长时间的振动可能会导致变压器铁芯及绕组结构松散，严重者会导致绕组变形，尤其在短路时巨大的电流产生的热量及动能加速绕组变形的过程，因此需要对变压器的温度和振动进行实时监测。
[0003]传统的变压器绕组监测手段为人工巡检，过于依赖巡检人员的经验，且不能快速定位变压器内部故障点的位置。随着光纤传感技术的快速发展，出现了基于分布式光纤测温测振的变压器监测系统，但存在系统结构复杂、稳定性差、灵敏度不高及不能定量测量的缺点。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是解决现有基于分布式光纤测温测振的变压器监测系统存在系统结构复杂、稳定性差、灵敏度不高及不能定量测量的不足之处，而提供一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统及方法。
[0005]为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了如下技术解决方案：
[0006]一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特殊之处在于：包括测温组件、测振组件、数据采集模块、单模光纤、光开关及上位机；
[0007]所述测温组件包括输出输入依次连接的第一激光器、第一环形器、拉曼滤波器和APD模块，所述APD模块的输出端与数据采集模块的第一输入端连接；所述第一激光器用于产生第一脉冲光；
[0008]所述测振单元包括输出输入依次连接的第二激光器、声光调制模块、拉曼放大模块、第二环形器、2
×
2耦合器和平衡探测器，所述第二激光器的第二输出端与2
×
2耦合器的第二输入端连接；所述平衡探测器的输出端与数据采集模块的第二输入端连接；所述第二激光器用于产生连续光，部分连续光经声光调制模块调制为第二脉冲光，剩余连续光进入2
×
2耦合器；
[0009]所述单模光纤缠绕于待监测变压器内的绕组和铁芯上，单模光纤通过所述光开关分别与第一环形器和第二环形器互连；
[0010]所述数据采集模块的第一输出端与第一激光器的输入端连接，用于为第一激光器提供第一触发信号；数据采集模块的第二输出端与声光调制模块的第二输入端连接，用于为声光调制模块提供第二触发信号；
[0011]所述上位机与数据采集模块互连。
[0012]进一步地，所述第二激光器所产生的80％～95％连续光输入声光调制模块，剩余连续光输入2
×
2耦合器。
[0013]进一步地，所述第二激光器所产生的90％连续光输入声光调制模块，剩余连续光输入2
×
2耦合器。
[0014]进一步地，所述连续光为波长1550nm的超窄线宽连续光。
[0015]进一步地，所述第一脉冲光的波长为1550nm。
[0016]同时，本专利技术提供一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测方法，其特殊之处在于，采用上述基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，包括如下步骤：
[0017]步骤(1)、实现测温功能；
[0018](1.1)通过光开关连通单模光纤与第一环形器；
[0019](1.2)上位机通过数据采集模块发送第一触发信号给第一激光器，使第一激光器产生第一脉冲光，第一脉冲光依次通过第一环形器、光开关输入单模光纤；
[0020](1.3)脉冲光与单模光纤作用产生第一后向散射光，第一后向散射光依次通过光开关、第一环形器输入拉曼滤波器；
[0021](1.4)拉曼滤波器对第一后向散射光滤波后输入APD模块；
[0022](1.5)APD模块将滤波后的第一后向散射光转换为第一电模拟信号后输入数据采集模块；
[0023](1.6)数据采集模块将第一电模拟信号转换为第一电数字信号后输入上位机；
[0024](1.7)上位机对第一电数字信号进行计算处理分析，得到温度与位置的关系；
[0025]步骤(2)、实现测振功能；
[0026](2.1)通过光开关连通单模光纤与第二环形器；
[0027](2.2)第二激光器产生连续光，80％～95％的连续光输入声光调制模块，剩余连续光输入2
×
2耦合器；
[0028](2.3)上位机通过数据采集模块发送第二触发信号给声光调制模块，使声光调制模块将连续光调制为第二脉冲光后输入拉曼放大模块；
[0029](2.4)拉曼放大模块将第二脉冲光放大，放大的第二脉冲光依次通过第二环形器、光开关输入单模光纤；
[0030](2.5)放大的第二脉冲光与单模光纤作用产生第二后向散射光，第二后向散射光依次通过光开关、第二环形器进入2
×
2耦合器与2
×
2耦合器内的连续光发生混频；
[0031](2.6)混频后的光信号输入平衡探测器，平衡探测器将混频后的光信号转换为第二电模拟信号后输入数据采集模块；
[0032](2.7)数据采集模块将第二电模拟信号转换为第二电数字信号后输入上位机；
[0033](2.8)上位机对第二电数字信号进行计算处理分析，得到振动频率、振动幅度与位置的关系；
[0034]步骤(1)和步骤(2)的顺序可以进行调换。
[0035]进一步地，所述步骤(1.4)具体为：第一后向散射光经过拉曼滤波器滤波，大部分瑞利散射光以及布里渊散射光被滤除，仅剩拉曼斯托克斯光和拉曼反斯托克斯光输入APD模块。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037](1)本专利技术公开了一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，该系统采用单模光纤对变压器的温度异常和振动异常进行实时监测，具有抗电磁干扰，灵敏度高、稳定性强的优点。
[0038](2)本专利技术不仅能够定性测量，还可以获取振动幅度与振动频率，从而实现定量测量。
[0039](3)本专利技术中测温组件和测振组件共用同一根单模光纤，简化了系统结构。
[0040](4)根据上述基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，本专利技术公开了一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测方法，该方法具有系统结构简单、稳定性好、灵敏度高及能够定量测量的优点。
附图说明
[0041]图1为本专利技术一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统实施例的结构示意图。
[0042]附图标记说明如下：1
‑
测温组件，11
‑
第一激光器，12
‑
第一环形器，13
‑
拉曼滤波器，14
‑
APD模块；2
‑
测振组件，21
‑
第二激光器，22
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特征在于：包括测温组件(1)、测振组件(2)、数据采集模块(3)、单模光纤(4)、光开关(5)及上位机(6)；所述测温组件(1)包括输出输入依次连接的第一激光器(11)、第一环形器(12)、拉曼滤波器(13)和APD模块(14)，所述APD模块(14)的输出端与数据采集模块(3)的第一输入端连接；所述第一激光器(11)用于产生第一脉冲光；所述测振单元包括输出输入依次连接的第二激光器(21)、声光调制模块(22)、拉曼放大模块(23)、第二环形器(24)、2
×
2耦合器(25)和平衡探测器(26)，所述第二激光器(21)的第二输出端与2
×
2耦合器(25)的第二输入端连接；所述平衡探测器(26)的输出端与数据采集模块(3)的第二输入端连接；所述第二激光器(21)用于产生连续光，部分连续光经声光调制模块(22)调制为第二脉冲光，剩余连续光进入2
×
2耦合器(25)；所述单模光纤(4)缠绕于待监测变压器内的绕组和铁芯上，单模光纤(4)通过所述光开关(5)分别与第一环形器(12)和第二环形器(24)互连；所述数据采集模块(3)的第一输出端与第一激光器(11)的输入端连接，用于为第一激光器(11)提供第一触发信号；数据采集模块(3)的第二输出端与声光调制模块(22)的第二输入端连接，用于为声光调制模块(22)提供第二触发信号；所述上位机(6)与数据采集模块(3)互连。2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特征在于：所述第二激光器(21)所产生的80％～95％连续光输入声光调制模块(22)，剩余连续光输入2
×
2耦合器(25)。3.根据权利要求2所述的一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特征在于：所述第二激光器(21)所产生的90％连续光输入声光调制模块(22)，剩余连续光输入2
×
2耦合器(25)。4.根据权利要求1至3任一所述的一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特征在于：所述连续光为波长1550nm的超窄线宽连续光。5.根据权利要求4所述的一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系统，其特征在于：所述第一脉冲光的波长为1550nm。6.一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的变压器多参量监测系...
【专利技术属性】
技术研发人员：周航，康利军，殷俊，刘帆，郑皓文，单娟，陈九歌，
申请(专利权)人：西安和其光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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