CN105157589A - 变压器绕组变形在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器绕组变形在线监测系统，包括：可调F-P滤波器、光纤光栅阵列、光电探测模块、A/D转换模块、数字信号处理单元、工控机；所述可调F-P滤波器，用于将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态；所述数字信号处理单元，用于调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号；所述光电探测模块，用于将反射光信号输出转换成电信号；所述A/D转换模块，用于将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；所述数字信号处理单元，用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种变压器绕组变形在线监测系统。
背景技术
变压器是电网中的重要设备，其健康水平直接关系到电网的安全稳定运行。目前变压器绕组变形试验方法主要有低电压短路阻抗法和频率响应法。
但这两种方法都需要安排设备停电进行试验，不能实现对变压器绕组变形程度的实时监测。
发明内容
本发明提供了一种变压器绕组变形在线监测系统，能够对变压器绕组状态量进行实时监控。
本发明实施例采用如下技术方案：
一种变压器绕组变形在线监测系统，包括：可调F-P滤波器、光纤光栅阵列、光电探测模块、A/D转换模块、数字信号处理单元、工控机；
所述可调F-P滤波器，用于将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态；
所述数字信号处理单元，用于调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号；
所述光电探测模块，用于将反射光信号输出转换成电信号；
所述A/D转换模块，用于将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；
所述数字信号处理单元，用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。
可选的，所述数字信号处理单元包括：数字低通滤波模块、A/D转换模块、系统算法模块、串口通信模块；
数字低通滤波模块，用于接收所述A/D转换模块传输的信号，将信号中噪声滤去后输入系统算法模块，所述系统算法模块进行计算；
所述系统算法模块将计算后的数据通过串口通信模块传输至所述工控机。
可选的，所述数字信号处理单元还包括：锯齿波发生模块，
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
可选的，还包括：D/A转换模块、低通滤波模块；
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号经D/A转换模块后，通过所述低通滤波模块输入所述可调F-P滤波器，作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
基于上述技术方案，将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态，调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号，将反射光信号输出转换成电信号将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。从而实现对变压器绕组状态量的实时监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的变压器绕组变形在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供的一种变压器绕组变形在线监测系统，包括：可调F-P滤波器(图中的FFP-TP)、光纤光栅阵列、光电探测模块、A/D转换模块、数字信号处理单元、工控机；
所述可调F-P滤波器，用于将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态；
所述数字信号处理单元，用于调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号；
所述光电探测模块，用于将反射光信号输出转换成电信号；
所述A/D转换模块，用于将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；
所述数字信号处理单元，用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。
可选的，所述数字信号处理单元包括：数字低通滤波模块、A/D转换模块、系统算法模块、串口通信模块；
数字低通滤波模块，用于接收所述A/D转换模块传输的信号，将信号中噪声滤去后输入系统算法模块，所述系统算法模块进行计算；
所述系统算法模块将计算后的数据通过串口通信模块传输至所述工控机。
可选的，所述数字信号处理单元还包括：锯齿波发生模块，
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
可选的，还包括：D/A转换模块、低通滤波模块；
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号经D/A转换模块后，通过所述低通滤波模块输入所述可调F-P滤波器，作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
本发明实施例，将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态，调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号，将反射光信号输出转换成电信号将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。从而实现对变压器绕组状态量的实时监控。
实施例2
如图1所示，本实发明实施例的变压器绕组变形在线监测系统包括光路部分、电路部分和软件部分。光路部分由宽带光源、耦合器、光纤光栅阵列、可调F-P滤波器及光电探测器组成。电路部分由光电转换与放大电路、FFP-TF扫描电压的产生电路、低通滤波电路、串口通讯电路等组成。软件部分包含数据的采集、键盘、LCD显示、串口通讯、温度数据采集、发送温度数据等任务，其中温度数据采集任务、发送温度数据任务两个任务均通过LwIP协议栈进行交互。
宽带光源发出的光经过可调F-P滤波器(FFP-TF)后形成窄带光源。使FFP-TF工作在扫描状态，在压电元件上加锯齿波扫描电压以调节FFP-TF腔长，使其窄带在一定范围里扫描。当它扫过某Bragg波长时，则有相应传感光栅的反射光信号输出。经光电探测器转换成电信号，然后通过A/D成为数字信号，送入数字信号处理系统。数字低通滤波器负责将信号的噪声滤去后送入系统算法模块进行计算。计算后的数据通过串口通信模块与工控机进行通信。锯齿波发生模块所产生的数字信号经D/A转换后，作为FFP-TF的扫描电压信号。
该方法通过光信号进行测量和传输，在现场实现了无电检测，避免了高电压、强磁场的干扰；使用光纤光栅传感技术，测量信号以光纤光栅中心波长为表征量，有效解决了传统的光学传感器依赖光强大小等问题，实现了数字化检测，且系统稳定性好，使用寿命长。
本发明实施例，将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态，调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号，将反射光信号输出转换成电信号；将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。从而实现对变压器绕组状态量的实时监控。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种变压器绕组变形在线监测系统，其特征在于，包括：可调F-P滤波器、光纤光栅阵列、光电探测模块、A/D转换模块、数字信号处理单元、工控机；
所述可调F-P滤波器，用于将宽带光源发出的光形成窄带光源，所述可调F-P滤波器工作在扫描状态；
所述数字信号处理单元，用于调节所述可调F-P滤波器腔长，使其窄带在特定范围里扫描，当扫过特定Bragg波长时，则光纤光栅阵列中相应传感光栅输出反射光信号；
所述光电探测模块，用于将反射光信号输出转换成电信号；
所述A/D转换模块，用于将电信号转换为数字信号，传输至数字信号处理单元；
所述数字信号处理单元，用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的信号输入所述工控机，所述工控机进行变压器绕组变形在线监测。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理单元包括：数字低通滤波模块、A/D转换模块、系统算法模块、串口通信模块；
数字低通滤波模块，用于接收所述A/D转换模块传输的信号，将信号中噪声滤去后输入系统算法模块，所述系统算法模块进行计算；
所述系统算法模块将计算后的数据通过串口通信模块传输至所述工控机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理单元还包括：锯齿波发生模块，
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：D/A转换模块、低通滤波模块；
所述锯齿波发生模块所产生的数字信号经D/A转换模块后，通过所述低通滤波模块输入所述可调F-P滤波器，作为所述可调F-P滤波器的扫描电压信号。
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