CN106168510B - 一种变压器温度监测的光纤预埋模块、系统以及总系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种变压器温度监测的光纤预埋模块、一种变压器温度监测的光纤预埋系统和一种变压器温度监测的总系统，通过在变压器多个位置设置光纤光栅传感器，从而可以同时监测到多个位置的温度监测，进而可以准确找出变压器的热点位置并测量热点位置的温度，解决了现有技术难以实现多点的监测、不能正确反映变压器中的温度分布情况、不能准确找出变压器热点位置导致测量到的变压器绕组的热点温度不准确的技术问题。

Description

一种变压器温度监测的光纤预埋模块、系统以及总系统

技术领域

本发明涉及变压器测试技术领域，尤其涉及一种变压器温度监测的光纤预埋模块、系统以及总系统。

背景技术

随着我国城乡经济的发展，农村用电量快速增长，配电变压器在夏季高温及冬季春节前后常会产生负荷的急剧增长，从而导致部分地区配电变压器严重过载。植物油的高燃点、闪点、环境友好特性，及延缓纸的老化而延长变压器的绝缘寿命使得耐高过载植物油配电变压器的研制成为解决该问题的最佳方案。在变压器运行时，绕组热点温度对于变压器的安全运行具有重要意义。对于耐高过载植物油配电变压器，其热点温度在高过载情况下的准确测量显得更为重要。

目前在变压器热点温度直接测量技术上，主要采用光纤测温技术。目前使用光纤传感技术测量变压器热点温度的系统主要是通过一根光纤连接一个传感器进行测量。

然而这种系统难以实现多点的监测，现实中绕组温度分布不均，现有技术的系统监测绕组的温度点有限，难以实现多点的监测，不能正确反映变压器中的温度分布情况，进而不能准确找出变压器热点位置，导致测量到的变压器绕组的热点温度不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种变压器温度监测的光纤预埋模块、一种变压器温度监测的光纤预埋系统和一种变压器温度监测的总系统，通过在变压器多个位置设置光纤光栅传感器，从而可以同时监测到多个位置的温度，进而可以准确找出变压器的热点位置并测量热点位置的温度，解决了现有技术难以实现多点的监测、不能正确反映变压器中的温度分布情况、不能准确找出变压器热点位置导致测量到的变压器绕组的热点温度不准确的技术问题。

本发明实施例提供了一种变压器温度监测的光纤预埋模块，包括：分布在低压绕组X相与油箱壁相对侧内表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组X相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组Y相与油箱壁相对侧内表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组Y相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组B相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组B相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在油顶及铁心上表面的10个光纤光栅传感器、分布在油箱低压侧内表面及铁心下表面的10个光纤光栅传感器；

所述X相和Y相为A相和C相中的任意一相，但是X相和Y相不为同一相。

优选地，

分布在所述低压绕组表面的所述光纤光栅传感器是位置相错、由上至下间隔距离相同的内埋在所述低压绕组的导线中；

分布在所述低压绕组表面的光纤光栅传感器之间是通过六根并绕的光纤光栅连接。

优选地，

分布在所述高压绕组表面的所述光纤光栅传感器是由上至下间隔距离相同的内埋在所述高压绕组层间的中间六层；

分布在所述高压绕组表面的所述光纤光栅传感器之间是通过分布在所述高压绕组的线匝之间的光纤光栅连接。

优选地，

分布在所述铁心的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式固定在铁心A相、B相和C相中心顶部与底部位置；

分布在所述油顶的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式悬空固定在油顶温度计管边和待测油位置附近的绝缘件上；

分布在所述油箱低压侧内表面的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式固定在油箱低压侧内表面不同高度上。

本发明实施例还提供了一种变压器温度监测的光纤预埋系统，包括本发明实施例提及的任意一种变压器温度监测的光纤预埋模块。

优选地，

所述变压器温度监测的光纤预埋系统还包括监测主机、用于连接所述监测主机和所述变压器温度监测的光纤预埋模块的连接组件；

所述光纤光栅传感器通过安装在所述走线槽内的所述外部延伸光缆从所述光纤接口板引出并连接到所述监测主机上；

所述光纤接口板通过焊接螺柱固定在变压器上；

所述变压器密封垫安装在所述光纤接口板和所述变压器之间。

优选地，

所述连接组件包括外部延伸光缆、走线槽、焊接螺柱、光纤接口板和变压器密封垫；

所述光纤光栅传感器通过安装在所述走线槽内的所述外部延伸光缆从所述光纤接口板引出并连接到所述监测主机上；

所述光纤接口板通过焊接螺柱固定在所述变压器上；

所述变压器密封垫安装在所述光纤接口板和所述变压器之间。

本发明实施例还提供了一种变压器温度监测的总系统，包括本发明实施例提及的任意一种变压器温度监测的光纤预埋系统。

优选地，

所述变压器温度监测的总系统还包括上位机；

所述上位机通过串口与所述变压器温度监测的光纤预埋系统通信连接。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中提供的一种变压器温度监测的光纤预埋模块的结构分布的主视图；

图2是本发明实施例中提供的一种变压器温度监测的光纤预埋模块的结构分布的俯视图；

图3是本发明实施例中提供的一种变压器温度监测的光纤预埋系统的结构示意图。

图示说明：1、高压绕组；2、低压绕组；3、光纤光栅传感器；4、铁心；5、油箱壁；6、监测主机；7、外部延伸光缆；8、走线槽；9、焊接螺柱；10、光纤接口板；11、变压器油箱壁；12、变压器密封垫。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种压器温度监测的光纤预埋模块、一种变压器温度监测的光纤预埋系统和一种变压器温度监测的总系统，通过在变压器多个位置设置光纤光栅传感器，从而可以同时监测到多个位置的温度，进而可以准确找出变压器的热点位置并测量热点位置的温度，解决了现有技术难以实现多点的监测、不能正确反映变压器中的温度分布情况、不能准确找出变压器热点位置导致测量到的变压器绕组的热点温度不准确的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明实施例中提供的一种压器温度监测的光纤预埋模块，包括：分布在低压绕组2X相与油箱壁5相对侧内表面的10个光纤光栅传感器3、分布在低压绕组2X相与油箱壁5相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在高压绕组1Y相与油箱壁5相对侧内表面的10个光纤光栅传感器3、分布在高压绕组1Y相与油箱壁5相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在高压绕组1B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在低压绕组2B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在高压绕组1B相与油箱壁5相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在低压绕组2B相与油箱壁5相对侧外表面的10个光纤光栅传感器3、分布在油顶及铁心4上表面的10个光纤光栅传感器3、分布在油箱低压侧内表面及铁心4下表面的10个光纤光栅传感器3；

前述的X相和Y相为A相和C相中的任意一相，但是X相和Y相不为同一相；

图1中铁心4的三相从左到右依次为A相、B相、C相，绕组内部为低压侧，外部为高压侧。

分布在低压绕组2表面的光纤光栅传感器3是位置相错、由上至下间隔距离相同的内埋在低压绕组2的导线中，内埋的方式是在低压绕组表面开槽，因为低压绕组比较粗，所以可以在表面开槽，而高压绕组比较细，所以不能用开槽内埋的方式；

分布在低压绕组2表面的光纤光栅传感器3之间是通过六根并绕的光纤光栅连接。

分布在高压绕组1表面的光纤光栅传感器3是由上至下间隔距离相同的内埋在高压绕组1层间的中间六层；

分布在高压绕组1表面的光纤光栅传感器3之间是通过分布在高压绕组1的线匝之间的光纤光栅连接，光纤光栅是在往铁心4上绕线匝的同时放置的。

分布在铁心4的光纤光栅传感器3是通过布带绑扎的方式固定在铁心4A相、B相和C相中心顶部与底部位置；

分布在油顶的光纤光栅传感器3是通过布带绑扎的方式悬空固定在油顶温度计管边和待测油位置附近的绝缘件上；

分布在油箱低压侧内表面的光纤光栅传感器3是通过布带绑扎的方式固定在油箱低压侧内表面不同高度上。

本发明实施例还提供了一种变压器温度监测的光纤预埋系统，包括本发明实施例提及的任意一种变压器温度监测的光纤预埋模块。

变压器温度监测的光纤预埋系统还包括监测主机6、用于连接监测主机6和变压器温度监测的光纤预埋模块的连接组件。

连接组件包括外部延伸光缆7、走线槽8、焊接螺柱9、光纤接口板10和变压器密封垫12，光纤光栅传感器3通过安装在走线槽8内的外部延伸光缆7从光纤接口板10引出并连接到监测主机6上，光纤接口板10通过焊接螺柱9固定在变压器油箱壁11上，变压器密封垫12安装在光纤接口板10和变压器油箱壁11之间用来密封。

本发明实施例还提供了一种变压器温度监测的总系统，包括本发明实施例提及的任意一种变压器温度监测的光纤预埋系统。

变压器温度监测的总系统还包括上位机；

上位机通过串口与变压器温度监测的光纤预埋系统通信连接。

上面是对一种压器温度监测的光纤预埋模块、一种变压器温度监测的光纤预埋系统和一种变压器温度监测的总系统结构以及连接方式进行的详细说明，为便于理解，下面将以一具体应用场景对一种变压器温度监测的总系统的应用进行说明，应用例包括：

首先通过采用10根光纤光栅传感器串的方式将100个光纤光栅传感器3分成10组连接，其中10个光纤光栅传感器3分布在低压绕组2X相与油箱壁5相对侧内表面，10个光纤光栅传感器3分布在低压绕组2X相与油箱壁5相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在高压绕组1Y相与油箱壁5相对侧内表面，10个光纤光栅传感器3分布在高压绕组1Y相与油箱壁5相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在高压绕组1B相与相邻相线圈相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在低压绕组1B相与相邻相线圈相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在高压绕组2B相与油箱壁5相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在低压绕组1B相与油箱壁5相对侧外表面，10个光纤光栅传感器3分布在油顶及铁心4上表面，10个光纤光栅传感器3分布在油箱低压侧内表面及铁心4下表面，X相和Y相为A相和C相中的任意一相，但是X相和Y相不为同一相。

然后将10根光纤光栅传感器串分别通过安装在走线槽8内的外部延伸光缆7从光纤接口板10引出并连接到监测主机6上，然后将监测主机6通过串口与上位机通信连接，对变压器中的多个位置进行温度监测，然后准确找出变压器的热点并测量热点的温度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的模块，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种变压器温度监测的光纤预埋模块，其特征在于，包括分布在低压绕组X相与油箱壁相对侧内表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组X相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组Y相与油箱壁相对侧内表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组Y相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组B相与相邻相线圈相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在高压绕组B相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在低压绕组B相与油箱壁相对侧外表面的10个光纤光栅传感器、分布在油顶及铁心上表面的10个光纤光栅传感器、分布在油箱低压侧内表面及铁心下表面的10个光纤光栅传感器；

所述X相和Y相为A相和C相中的任意一相，但是X相和Y相不为同一相。

2.根据权利要求1所述的变压器温度监测的光纤预埋模块，其特征在于，分布在所述低压绕组表面的所述光纤光栅传感器是位置相错、由上至下间隔距离相同的内埋在所述低压绕组的导线中；

分布在所述低压绕组表面的光纤光栅传感器之间是通过六根并绕的光纤光栅连接。

3.根据权利要求1所述的变压器温度监测的光纤预埋模块，其特征在于，分布在所述高压绕组表面的所述光纤光栅传感器是由上至下间隔距离相同的内埋在所述高压绕组层间的中间六层；

分布在所述高压绕组表面的所述光纤光栅传感器之间是通过分布在所述高压绕组的线匝之间的光纤光栅连接。

4.根据权利要求1所述的变压器温度监测的光纤预埋模块，其特征在于，分布在所述铁心的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式固定在铁心A相、B相和C相中心顶部与底部位置；

分布在所述油顶的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式悬空固定在油顶温度计管边和待测油位置附近的绝缘件上；

分布在所述油箱低压侧内表面的所述光纤光栅传感器是通过布带绑扎的方式固定在油箱低压侧内表面不同高度上。

5.一种变压器温度监测的光纤预埋系统，其特征在于，包括权利要求1至4所述的任意一种变压器温度监测的光纤预埋模块。

6.根据权利要求5所述的变压器温度监测的光纤预埋系统，其特征在于，还包括监测主机、用于连接所述监测主机和所述变压器温度监测的光纤预埋模块的连接组件。

7.根据权利要求6所述的变压器温度监测的光纤预埋系统，其特征在于，所述连接组件包括外部延伸光缆、走线槽、焊接螺柱、光纤接口板和变压器密封垫；

所述光纤光栅传感器通过安装在所述走线槽内的所述外部延伸光缆从所述光纤接口板引出并连接到所述监测主机上；

所述光纤接口板通过焊接螺柱固定在所述变压器上；

所述变压器密封垫安装在所述光纤接口板和所述变压器之间。

8.一种变压器温度监测的总系统，其特征在于，包括权利要求7所述的变压器温度监测的光纤预埋系统。

9.根据权利要求8所述的变压器温度监测的总系统，其特征在于，还包括上位机；

所述上位机通过串口与所述变压器温度监测的光纤预埋系统通信连接。