CN103049020A

CN103049020A - 干式变压器光纤温度控制装置

Info

Publication number: CN103049020A
Application number: CN2012105551232A
Authority: CN
Inventors: 严跃; 冯晶晶; 周宇; 吴江; 瞿帅; 穆永超; 王泽军
Original assignee: FSG SENSING Ltd
Current assignee: FSG SENSING Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明公开了一种干式变压器光纤温度控制装置，包括温度探头1、光纤2、光电模块、控制模块、显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关，所述温度探头1通过光纤2连接光电模块的输入端，所述光电模块的输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。本发明所设计的干式变压器光纤温度控制装置抗电磁干扰能力强，响应速度快，且灵敏度高。

Description

干式变压器光纤温度控制装置

技术领域

本发明涉及电力系统中变压器的温度监测和控制，尤其涉及一种使用光纤温度传感器的干式变压器用温度控制装置，属于变压器监测、控制设备技术领域。

背景技术

干式变压器的正常运行对现代电力系统具有重要的意义，变压器的绕组温度对干式变压器的安全运行和使用寿命具有很大的影响。在实际使用中，干式变压器的绕组温度接近或超过临界值会破坏绕组的绝缘性，进而导致变压器的损坏，甚至会影响整个电网的稳定运行。因此，快速准确地监测并控制干式变压器绕组的温度，可以及时掌握干式变压器的运行情况，能够有效地防止干式变压器的损坏，并延长干式变压器的使用寿命。

现有的干式变压器所使用的温度控制器容易受到外界电磁场和变压器自身电磁场的干扰，使温度控制器可能出现误操作，不利于干式变压器的安全运行。根据国家标准GB/T17626的规定，电子设备在运行中要能够实现电磁兼容，温度控制器在运行中要克服的电磁干扰有：静电放电，射频电磁场辐射，设备间的谐波，电压骤减、短时中断或电压变化等。现阶段实现温度控制器电磁兼容的方法包括：利用屏蔽线对温度控制装置的电源线和信号线进行电磁屏蔽；另外，温度控制电路采用滤波和接地的方法也可以一定程度上吸收、抑制干扰信号。

现有的干式变压器一般使用Pt100型铂电阻传感器作为温度控制器温度传感元件，此种类型的温度控制器通过预埋在变压器绕组测温孔中的铂电阻实现温度的感知和控制，但是为了防止干式变压器本身电流变化产生的感应电动势破坏铂电阻的输出信号，铂电阻需要进行额外的绝缘处理，并且铂电阻的引线需要使用良好的屏蔽线，以防止变压器自身电流干扰信号通过引线进入温度控制装置；但是即使采用了这些方法仍然无法在本质上保证铂电阻的稳定工作，铂电阻和温度控制器仍然会受到电磁场的干扰。[郭爱华；干式变压器电子温控器电磁兼容性水平的评价和提升；《变压器》. 2002 Vol.39 No.7]

荧光材料在光照射下会辐射出荧光，荧光的持续时间和荧光材料所处环境温度有关，通过某种方法可以得到荧光的持续时间，这样就可以测量出荧光材料所处环境的温度。荧光型光纤温度传感器和传统的温度传感器相比，具有本质抗电磁干扰能力、具有更高的安全性、容易实现小型化，并且安装更加方便。

光纤具有优良的导光特性，光信号在光纤中的传输不会受到外界的电磁干扰，光纤自身也不会发出电磁干扰。并且光纤具有良好的电绝缘性，所以即便光纤损坏也不会导致系统出现短路故障和电火花。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗电磁干扰能力强，响应速度快，且灵敏度高的干式变压器光纤温度控制装置。

本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：本发明设计了一种干式变压器光纤温度控制装置，包括温度探头1、光纤2、光电模块、控制模块、显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关，所述温度探头1通过光纤2连接光电模块的输入端，所述光电模块的输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。

作为本发明的一种优化结构：所述温度探头为荧光型温度探头。

作为本发明的一种优化结构：所述控制模块包括电源、单片机、控制电路和通讯模块；所述电源为整个控制模块供电，所述控制电路的输出端连接通讯模块的输入端，所述控制电路的输出端分别连接风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。

作为本发明的一种优化结构：所述通讯模块选用RS485通信模块。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明采用光纤进行温度信号采集和传输，具有本质抗电磁干扰能力，并且光纤本身具有良好的电绝缘性，不需要再像铂电阻那样，需要对其进行特别的绝缘处理，从而增加了产品的可靠性；

2.本发明的温度探头整体为非金属元件，有着本质抗电磁干扰的能力，能有效减少由于外界电磁干扰源而引起的温度控制装置的误操作，提高了干式变压器的总体可靠性；

3.本发明的温度探头通过光纤和处理电路连接，外界电磁干扰无法通过温度探头和光纤进入处理电路，同样处理电路的信号也不会通过光纤干扰变压器。

附图说明

图1是本发明干式变压器光纤温度控制装置的结构原理图；

图2是本发明中光电模块的原理图；

图3是本发明中干式变压器光纤温度控制装置检测流程图；

图4是本发明中控制模块与外接设备连接的结构原理图；

图5是本发明中干式变压器光纤温度控制装置的外观主视图。

1-温度探头，2-光纤，3-光学分束器，4-激发光源，5-光探测器，6-状态显示区，7-功能按键区，8-数据输入线，9-输出控制线，10-温度显示区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明设计了一种干式变压器光纤温度控制装置，包括温度探头1、光纤2、光电模块、控制模块、显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关，所述温度探头1通过光纤2连接光电模块的输入端，所述光电模块的输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关；

在具体实施例中，为了达到更好的效果，所述温度探头为荧光型温度探头，荧光型温度探头利用荧光材料在温度场中的荧光特性，正确地测量物体温度。和传统的温度测量装置相比，采用这种测量方法的温度测量装置具有较小的安装空间、较高的灵敏度以及较快的响应速度。并且荧光材料不同于其他的温度感知材料，它属于非金属材料，对电磁干扰具有本质免疫能力，因而抗干扰能力更强。

如图2和图3所示，首先，温度探头1被置于干式变压器绕组测温区，温度探头1感受到测温区的温度情况，然后激发光源4发出的激发信号经光纤2传输至温度探头1，温度探头1受激发而产生相应的特征光辐射，特征光辐射沿着光纤2传至光探测器5，光探测器5接受到特征光信号后，将其转换为电信号输出；

上述电信号进入信号处理与输出电路，经过处理后即可以输出相应的值，所输出的值进入控制模块。

如图4所示，在具体实施例中，所述控制模块包括电源、单片机、控制电路和通讯模块；所述电源为整个控制模块供电，所述控制电路的输出端连接通讯模块的输入端，所述控制电路的输出端分别连接风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。

在具体实施例中，所述通讯模块选用RS485通信模块，相关工作人员可以对干式变压器绕组温度进行远程监控。

控制模块利用单片机判断干式变压器绕组温度是否超标：如果温度正常则不发出指令，若温度超过警戒值则控制电路启动风机对干式变压器绕组进行风冷降温；当干式变压器绕组的温度继续上升并接近危险值时，控制电路利用变压器跳闸开关强行关闭干式变压器；如果干式变压器绕组的温度值上升很快，则控制电路发出指令打开蜂鸣器以提示相关工作人员。

如图5所示，所述显示模块包括状态显示区6，功能按键区7，数据输入线8，输出控制线9，温度显示区10，

所述数据输入线8连接控制模块的输出端，工作人员可以从温度显示区10上读取温度值，所述状态显示区6还显示风扇的工作状态以及报警图标，所述功能按键区7设置有按键，通过操作功能按键区7，工作人员可以了解温度历史数据以及温度的曲线图。

Claims

1.一种干式变压器光纤温度控制装置，其特征在于：包括温度探头（1）、光纤（2）、光电模块、控制模块、显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关，所述温度探头（1）通过光纤（2）连接光电模块的输入端，所述光电模块的输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接显示模块、远程计算机、风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。

2.根据权利要求1所述的干式变压器光纤温度控制装置，其特征在于：所述温度探头为荧光型温度探头。

3.根据权利要求1所述的干式变压器光纤温度控制装置，其特征在于：所述控制模块包括电源、单片机、控制电路和通讯模块；所述电源为整个控制模块供电，所述控制电路的输出端连接通讯模块的输入端，所述控制电路的输出端分别连接风扇、蜂鸣器和变压器跳闸开关。

4.根据权利要求3所述的干式变压器光纤温度控制装置，其特征在于：所述通讯模块选用RS485通信模块。