变压器光纤光栅测温系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种变压器光纤光栅测温系统，包括PC机、数据采集卡、光电检测信号放大器、锯齿波发生器、F-P滤波器、耦合器、宽带光源、光开关和光纤光栅传感器阵列；通过使用光纤光栅测温原理与PC机结合对变压器内部温度进行检测，能够克服现有变压器测温方式精度低的问题，能够及时发现变压器绕组温度异常的问题，同时还能将测点温度和测点温升速率作为依据来半段变压器绕组温度是否正常，精度更高，稳定性更好。
【专利说明】变压器光纤光栅测温系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器内部温度检测【技术领域】，尤其涉及一种变压器光纤光栅测温系统。

【背景技术】
[0002]变压器绝缘老化是影响其寿命的因素之一，而变压器内部温度又直接影响了绝缘老化的速度，因此，对变压器内部温度进行实时监测，在变压器内部出现高温时采取合理的降温措施是延长变压器使用寿命的有效措施。
[0003]变压器绕组温度在线监测常用的检测技术主要包括红外测温技术，热电阻测温技术以及热电偶测温技术等，其中红外测温智能对变压器表面温度进行测量，测量结构容易受到外界干扰，热电阻测温技术和热电偶测温技术容易受到电力系统强电磁环境的干扰，测温效果不佳，测量结果的精度很难得到保证。


【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器光纤光栅测温系统，能够克服现有变压器测温方式精度低的问题，能够及时发现变压器绕组温度异常的问题，同时还能将测点温度和测点温升速率作为依据来半段变压器绕组温度是否正常，精度更高，稳定性更好。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种变压器光纤光栅测温系统，包括PC机、数据采集卡、光电检测信号放大器、锯齿波发生器、F-P滤波器、耦合器、宽带光源、光开关和光纤光栅传感器阵列，所光纤光栅传感器阵列与光开关一端连接，所述光开关另外一段与耦合器连接，所述耦合器输入端连接宽带光源，所述耦合器输出端连接F-P滤波器，所述锯齿波发生器两端分别连接F-P滤波器信号端和光电检测信号放大器比较端，所述F-P滤波器输出端连接光电检测信号放大器的信号输入端，所述光电检测信号放大器信号输出端连接数据采集卡，所述数据采集卡输出端连接PC机数据接口。
[0006]所述親合器为3dB親合器。
[0007]所述宽带光源与耦合器之间设置隔离器。
[0008]所述宽带光源的型号为DL-BX-CS5169，中心波长范围为1530_1570nm ;所述？-卩滤波器的型号为FFP-TF2，波段范围为1260-1620nm，数据采集卡的型号为PC1-6133，光线光栅传感器的型号为FBG-T-Ol，工作波长范围为1510-1590nm。
[0009]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:通过使用光纤光栅测温原理与PC机结合对变压器内部温度进行检测，能够克服现有变压器测温方式精度低的问题，能够及时发现变压器绕组温度异常的问题，同时还能将测点温度和测点温升速率作为依据来半段变压器绕组温度是否正常，精度更高，稳定性更好。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是本发明结构原理图。

【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]为解决现有变压器温度测量装置容易受到外界干扰，测温效果不佳，测量结果的精度很难得到保证的问题，本发明公开了一种变压器光纤光栅测温系统，其特征在于:包括PC机、数据采集卡、光电检测信号放大器、锯齿波发生器、F-P滤波器、耦合器、宽带光源、光开关和光纤光栅传感器阵列，所光纤光栅传感器阵列与光开关一端连接，所述光开关另外一段与耦合器连接，所述耦合器输入端连接宽带光源，所述耦合器输出端连接F-P滤波器，所述锯齿波发生器两端分别连接-FP腔信号端和光电检测信号放大器比较端，所述F-P滤波器输出端连接光电检测信号放大器的信号输入端，所述光电检测信号放大器信号输出端连接数据采集卡，所述数据采集卡输出端连接PC机数据接口 ；所述耦合器为3dB耦合器；所述宽带光源与耦合器之间设置隔离器；所述宽带光源的型号为DL-BX-CS5169，中心波长范围为1530-1570nm;所述F-P滤波器的型号为FFP-TF2，波段范围为1260_1620nm，数据采集卡的型号为PC1-6133，光线光栅传感器的型号为FBG-T-01，工作波长范围为1510_1590nm。
[0013]光纤光栅利用光线材料的光敏性，采用紫外曝光等措施在光纤纤芯形成空间相位光栅，光纤光栅传感器的作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的投射滤波或反射镜，特定波长的光经光栅反射后返回光入射的方向，作用在光栅处的温度使得光栅的周期和折射率发生变化，进而导致发射光波长的变化，因此通过检测反射光波长的变化即可测得温度的变化。
[0014]本发明以35KV油浸式变压器为例进行说明，为获得变压器内部组件的温度分布，尤其是准确获取绕组热点温度，在35 kV变压器样机绕组、撑条、铁心以及油顶等关键部位布置了 14根光纤，共218支光纤光栅传感器。其中，低压绕组从第2至第59饼(共64饼)每隔两饼布置一支光纤光栅传感器；高压绕组中间第27至第34饼(共58饼)为高压分接段，该段区域不布置光纤光栅传感器；从第37至第56饼每饼布置一支光纤光栅传感器。绕组中成功布置6根光纤，共89支光纤光栅传感器。撑条内侧表面中间纵向开设一小凹槽将光纤光栅传感器埋入，每根撑条埋设10支光纤光栅传感器，相邻两传感器间距为60 _，在该样机中成功布置4根光纤共66支光纤光栅传感器。铁心布置光纤光栅传感器采用表贴式，每相铁心柱表面纵向布置两列各10支光纤光栅传感器，两列传感器串联引出，相邻两传感器间距为70 _，铁心成功布置3根光纤共53支光纤光栅传感器。测量顶层油温的10支光纤光栅传感器悬挂在箱盖预设的支架上，相邻两传感器间距为70 _，并将安装好的光纤按照附图连接相关设备进行在线温度测试。
[0015]总之，本发明通过使用光纤光栅测温原理与PC机结合对变压器内部温度进行检测，能够克服现有变压器测温方式精度低的问题，能够及时发现变压器绕组温度异常的问题，同时还能将测点温度和测点温升速率作为依据来半段变压器绕组温度是否正常，精度更高，稳定性更好。
【权利要求】
1.一种变压器光纤光栅测温系统，其特征在于:包括PC机、数据采集卡、光电检测信号放大器、锯齿波发生器、F-P滤波器、耦合器、宽带光源、光开关和光纤光栅传感器阵列，所光纤光栅传感器阵列与光开关一端连接，所述光开关另外一段与親合器连接，所述親合器输入端连接宽带光源，所述耦合器输出端连接F-P滤波器，所述锯齿波发生器两端分别连接F-P滤波器信号端和光电检测信号放大器比较端，所述F-P滤波器输出端连接光电检测信号放大器的信号输入端，所述光电检测信号放大器信号输出端连接数据采集卡，所述数据采集卡输出端连接PC机数据接口。
2.根据权利要求1所述的变压器光纤光栅测温系统，其特征在于:所述耦合器为3dB親合器。
3.根据权利要求2所述的变压器光纤光栅测温系统，其特征在于:所述宽带光源与耦合器之间设置隔离器。
4.根据权利要求3所述的变压器光纤光栅测温系统，其特征在于:所述宽带光源的型号为DL-BX-CS5169，中心波长范围为1530_1570nm ;所述F-P滤波器的型号为FFP-TF2，波段范围为1260-1620nm，数据采集卡的型号为PC1-6133，光线光栅传感器的型号为FBG-T-OI，工作波长范围为1510-1590nm。
【文档编号】G01K11/32GK104515622SQ201410826207
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】胡成军, 王清亮 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司, 国网河北省电力公司邢台供电分公司, 国网河北南和县供电公司