CN111307218A - 一种变压器套管监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器套管监测系统，测试系统包括传感单元、解调单元和监测单元。传感单元包括与变压器套管连接的光纤光栅三维拉力传感器以获取光纤光栅三维拉力传感器的电光信号；解调单元配置成处理电光信号得到数字信号；监测单元配置成接收数字信号以对变压器套管的状态进行分析预警；其中，数字信号包括温度参数、拉力参数和频率参数。本发明提供的变压器套管监测系统，由于采用同时拉力传感器和温度传感器进行检测，可以长时间监测变压器套管的工作状态，且测量数据准确。该变压器套管监测系统还设置有报警单元，根据监测单元的监测结果，进行报警，及时发现变压器套管工作状态的问题，进行维护和维修，避免出现较大的故障问题和损失。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域和光纤传感领域，具体为一种变压器套管监测系统。
背景技术
变压器是输电线路中较为重要的变压设备，变压器的套管在运行中需要承受较大的拉力，有的还要同时保证电气方面接触良好。特高压变电站变压器套管端部接线金具由于设计不合理、套管端部接线柱盖板强度不足、密封设计存在薄弱环节等问题，导致套管顶部接线柱的横向受力超过设计值，长期作用下导致套管端部变形后密封失效后进水，最终导致主变发生匝间短路障。现有技术中，分析套管端部接线金具受力情况，目前主要采用仿真分析的方法，但仿真分析需设定多个假设条件，不能充分反映实际受力情况，并且不能得到实验数据验证，指导改造存在较大风险，因而需要开展实物试验，为优化设计提供依据。由于套管端部接线金具形状特殊，目前未有很好的测试方法及装置，大多是直接人工操作使用传感器进行检测，因此开展实物拉力试验困难，无法实时采集拉力信息。
申请号为200820054261.1的实用新型公开了一种变压器高压套管及低压端子板试压试温装置，在支架上设有油箱，在油箱上设有能安装变压器高压套管的高压连接体和能安装变压器低压侧端子板的低压连接体，在油箱上还设有上下通气孔和观察孔、加热装置和温度传感器,在所述的支架上设有控制箱，控制箱与加热装置和温度传感器电连接。该实用新型可以对变压器高压套管进行密封和高温试验，但不能检测套管端部金具的拉力参数。申请号为201620904371.7实用新型公布了一种变压器高压套管端部一字型金具三维拉力传感器，包括框体结构、应变传感器布置位置、电源，在框体四周孔洞里布置应变片实现对变电站变压器套管的三维拉力测试。该使用新型采用的是应变传感器，无法克服应变传感器的缺点，不能在实际的变电站运行环境中进行长时间持续稳定的测量，且使用的应变片数量较多，布置繁琐，还是无法对变电站变压器套管的实际工作条件下的三维拉力进行测试。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种在高电压环境中稳定监测的变压器套管监测系统以解决上述问题。
本发明的一个目的是提供一种长时间实时、准确监测的变压器套管监测系统。
本发明的另一个目的是提供一种可以实时报警的变压器套管监测系统。
本发明提供了一种变压器套管监测系统，测试系统包括：
传感单元，包括与变压器套管连接的光纤光栅三维拉力传感器以获取光纤光栅三维拉力传感器的电光信号；
解调单元，配置成处理电光信号得到数字信号；及
监测单元，配置成接收数字信号以对变压器套管的状态进行分析预警；其中，
数字信号包括温度参数、拉力参数和频率参数。
优选地，监测单元包括拉力模块、温度模块和舞动模块；
拉力模块配置成利用拉力参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测；
温度模块配置成利用温度参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测；
舞动模块配置成利用频率参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测。
优选地，频率参数通过拉力参数经过傅里叶变换处理得到。
优选地，监测单元还包括处理模块，其配置成预设有拉力阈值和频率阈值，根据监测的数字信号与拉力阈值和频率阈值进行分析预警。
优选地，测试系统还包括通信单元，其配置成通信连接解调单元和监测单元。
优选地，监测系统还包括显示单元，其配置成实时显示温度参数、拉力参数和频率参数。
优选地，监测系统还包括报警单元，其配置成很具处理单元的处理结果进行报警。
优选地，解调单元包括解调模块和供电模块；其中，
解调模块用于处理电光信号得到数字信号；
供电模块用于向解调模块供电。
本发明提供的变压器套管监测系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供的变压器套管监测系统，由于采用同时拉力传感器和温度传感器进行检测，可以长时间监测变压器套管的工作状态，且测量数据准确。
进一步地，该变压器套管监测系统还设置有报警单元，根据监测单元的监测结果，进行报警，及时发现变压器套管工作状态的问题，进行维护和维修，避免出现较严重的故障问题和损失。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例的变压器套管监测系统的模块示意图；
图中：100、变压器套管监测系统；110、传感单元；120、解调单元；130、监测单元；140、报警单元；150、显示单元。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅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。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，图1为本发明提供的变压器套管监测系统100的模块示意图。变压器套管设置于金具上，本发明提供的变压器套管监测系统100包括传感单元110、解调单元120和监测单元。
具体地，传感单元110包括光纤光栅三维拉力传感器，光纤光栅三维拉力传感器与变压器套管连接，传感单元110用于获取光纤光栅三维拉力传感器的电光信号。光纤光栅三维拉力传感器包括拉力传感器和温度传感器，温度传感器获取变压器套管的环境温度，一方面监测环境温度的异常状态，另一方面可以对拉力传感器的检测数据进行温度补偿。
解调单元120配置成处理电光信号得到数字信号。具体地，解调单元120包括解调模块和供电模块；其中，解调模块用于处理电光信号得到数字信号；供电模块用于向解调模块供电。
监测单元配置成接收数字信号以对变压器套管的状态进行分析预警；数字信号包括温度参数、拉力参数和频率参数。频率参数通过拉力参数经过傅里叶变换处理得到。
变压器在实际情况下是通电的，在一些情况下变压器的绝缘性不好，容易发生电弧放电，容易引起金具温度升高，温度监测也有这个目的，第二个目的也是把拉力和温度测量集成到一起，比较方便，能够实现对金具的拉力和温度监控。
频率参数用于表征跨线舞动，跨线舞动就是导线在风吹的情况下来回晃动，因为金具就是与跨线相连接的，跨线舞动过大，那么二者连接的地方对金具的作用力就越大，很容易引起金具损坏甚至倒塌事故发生。舞动监控，把三维力数据进行实时傅立叶变换处理，会得到力的频率信息，跨线舞动会出现在3Hz内的低频率，因此，监测这个区域是否会出现低频率信号的产生，对舞动进行监控。
三维力监控，依据各个位置上的拉力传感器，结合温度传感器的补偿作用，通过算法得到金具的三维力，就可以直接进行三维力监控。
进一步地，监测单元包括拉力模块、温度模块和舞动模块；拉力模块配置成利用拉力参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测；温度模块配置成利用温度参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测；舞动模块配置成利用频率参数对光纤光栅三维拉力传感器进行监测。
在一些的优选实施例中，监测单元还包括处理模块，其配置成预设有拉力阈值和频率阈值，根据监测的数字信号与拉力阈值和频率阈值进行分析预警。监测系统100还包括报警单元140，其配置成很具处理单元的处理结果进行报警。
三维力预警，金具受力都是有范围的，超过拉力阈值，可能会造成金具损坏，变压器故障等事故，因此监测三维力值超不超预设的拉力阈值来进行预警。
舞动预警，监控舞动的频率的幅值，幅值大小代表了舞动程度，大小超过了频率阈值，说明舞动过大了，这时候就注意舞动所带来的一些事故的发生。
测试系统还包括通信单元，其配置成通信连接解调单元120和监测单元，以传输解调单元120与监测单元之间的信号。
在另一些优选实施例中，监测系统100还包括显示单元150，其配置成实时显示温度参数、拉力参数和频率参数，以方便工作人员实时查看变压器套管的工作状态。
本发明提供的变压器套管监测系统100，由于采用同时拉力传感器和温度传感器进行检测，可以长时间监测变压器套管的工作状态，且测量数据准确。
进一步地，该变压器套管监测系统100还设置有报警单元140，根据监测单元的监测结果，进行报警，及时发现变压器套管工作状态的问题，进行维护和维修，避免出现较严重的故障问题和损失。
本领域普遍技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在相同处理器中，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相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能式穿戴式设备等，也可以是桌面式电子设备，如台式机、智能电视等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)或者光盘等各种存储程序代码的介质。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种变压器套管监测系统，其特征在于：所述测试系统包括：
传感单元，包括与所述变压器套管连接的所述光纤光栅三维拉力传感器以获取所述光纤光栅三维拉力传感器的电光信号；
解调单元，配置成处理所述电光信号得到数字信号；及
监测单元，配置成接收所述数字信号以对所述变压器套管的状态进行分析预警；其中，
所述数字信号包括温度参数、拉力参数和频率参数。
2.如权利要求1所述的变压器套管监测系统，其特征在于：
所述监测单元包括拉力模块、温度模块和舞动模块；
所述拉力模块配置成利用所述拉力参数对所述光纤光栅三维拉力传感器进行监测；
所述温度模块配置成利用所述温度参数对所述光纤光栅三维拉力传感器进行监测；
所述舞动模块配置成利用所述频率参数对所述光纤光栅三维拉力传感器进行监测。
3.如权利要求2所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述频率参数通过所述拉力参数经过傅里叶变换处理得到。
4.如权利要求1所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述监测单元还包括处理模块，其配置成预设有拉力阈值和频率阈值，根据监测的数字信号与所述拉力阈值和频率阈值进行分析预警。
5.如权利要求1所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述测试系统还包括通信单元，其配置成通信连接所述解调单元和所述监测单元。
6.如权利要求5所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括显示单元，其配置成实时显示所述温度参数、拉力参数和频率参数。
7.如权利要求5所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括报警单元，其配置成很具所述处理单元的处理结果进行报警。
8.如权利要求1所述的变压器套管监测系统，其特征在于：所述解调单元包括解调模块和供电模块；其中，
所述解调模块用于处理所述电光信号得到数字信号；
所述供电模块用于向所述解调模块供电。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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