CN203798317U - 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 - Google Patents
一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203798317U CN203798317U CN201420026596.8U CN201420026596U CN203798317U CN 203798317 U CN203798317 U CN 203798317U CN 201420026596 U CN201420026596 U CN 201420026596U CN 203798317 U CN203798317 U CN 203798317U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- winding
- temperature
- optical
- bragg
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统，属光电子测量技术领域。本实用新型在变压器（2）的绕组（1）中布设光纤（3），并使绕组（1）与光纤（3）相对固定，在光纤上制作有多个Bragg光栅（4），光纤（3）与光纤耦合器（5）一端相连，光纤耦合器（5）另一端设置两根引出光纤分别通过光开关A（6）与拉曼散射光纤解调仪（9）相连连；光开关B（7）与光纤Bragg光栅解调仪（8）相连接。本实用新型利用Bragg光栅边上光纤的温度来对Bragg光栅的中心波长漂移进行温度补偿。两种监测方式结合即可实现对绕组的温度和应变的实时监测，并可对变压器绕组故障点进行定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统，属光电子测量技术领域。
背景技术
电力变压器作为电力系统中最重要的电气设备之一，维护其正常运行是整个系统可靠供电的基本保证。近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，用电需求快速增长，电力系统正向超高压大容量的方向发展，变压器故障率也随之增加。因此，及时了解变压器的运行状态，对可能发生的故障进行诊断及检修，是减小变压器运行故障、提高系统安全的重要措施。然而，我国现有的以预防性试验为主的检修制度已经不能满足供电可靠性的要求。随着光电子技术的发展及传感器、计算机、信息处理等技术在各领域的渗透，电力系统监测技术已从离线的定期监测逐渐转变为在线的连续监测，其目的是实时监测变压器的运行状态，判断其运行是否正常，诊断其内部存在故障的性质、类型，并预测故障的发展趋势。
电力变压器的绕组是变压器的一个重要部件，由于变压器容量的增大，其热问题越来越突出，而变压器绕组温度每高于标准温度值6℃，变压器的使用寿命就会减少一半；有时，使用时间过长、容量过大等原因会导致变压器绕组发生变形，这将严重影响变压器的正常运行和使用寿命，因此对变压器的绕组进行监测具有重要意义。然而，变压器绕组的温度并不是均匀分配的，不同点的温度不同，以前的通过监测变压器顶层油温来推算变压器绕组不同点的温度的方法具有较大误差，且实时性较差。
光纤传感技术是对光纤内的光信号进行调制解调的技术，该种技术具有耐高压、抗电磁干扰、实时性高、准分布式或分布式测量等特点，适合用于变压器绕组监测。而光纤Bragg光栅传感技术、布里渊散射光纤传感技术都存在温度和应变交叉敏感问题，拉曼散射光纤传感技术只能对温度进行监测，无法对变压器的应变状况进行反应。以上原因导致了光纤传感技术在变压器绕组监测中的应用发展缓慢。
发明内容
本实用新型目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够实现对绕组的 应变和温度的双参量测量，故障点的精确定位， 抗电磁干扰能力强的基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：
一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统，本实用新型特征是：在变压器的绕组中布设光纤，并使绕组与光纤相对固定，在光纤上制作有多个Bragg光栅，光纤与光纤耦合器一端相连，光纤耦合器另一端设置两根引出光纤分别通过光开关A与拉曼散射光纤解调仪相连连；光开关B与光纤Bragg光栅解调仪相连接。
本实用新型光开关和光开关至多有一个处于开通状态，二者不可同时处于开通状态。
本实用新型光纤Bragg光栅解调仪在光开关处于开通状态时对变压器的绕组中的Bragg光栅的中心波长进行测量，通过Bragg光栅的中心波长的漂移来反映变压器内绕组的应变和温度状态；拉曼散射光纤解调仪在光开关处于开通状态时对光纤进行温度监测。
本实用新型当采用拉曼散射光纤解调仪对光纤进行温度监测时，拉曼散射光纤解调仪所采用的光的中心波长与光纤上的所有Bragg光栅的中心波长均不相同。
本实用新型当变压器的绕组发生形变或温度升高现象时，其对应位置的Bragg光栅的中心波长会发生相应漂移，采用拉曼散射光纤解调仪对该Bragg光栅附近的光纤温度进行检测，运用该温度对Bragg光栅的中心波长漂移进行温度补偿即可反映绕组的应变和温度情况。另两种方式均可实现对故障点的及时定位。
当光开关开通时，光纤Bragg光栅解调仪对光纤上的Bragg光栅的中心波长进行监测。当光开关开通时，光开关关闭，此时拉曼散射光纤解调仪发出与所有Bragg光栅的中心波长均不相同的光对光纤进行温度监测。由于变压器绕组浸泡在变压器的绝缘油中，因此，很小距离内的绕组内的温度相近，即可以运用Bragg光栅边上的光纤的温度来对Bragg光栅进行温度补偿，也就是运用拉曼散射解调仪监测到的光纤的温度，可以对光纤Bragg光栅解调仪监测的Bragg光栅的中心波长漂移进行温度补偿。运用该方法即可实现对Bragg光栅的温度和应变的分别监测，并可实现对光纤沿线温度的分布式监测。而变压器绕组发生损坏情况时都会伴随有形变或温度的变化，即通过对绕组的温度和应变进行监测可反映变压器绕组的运行状态。另外，该系统还可对绕组的故障点进行及时、准确定位。
本实用新型的有益效果：
1、绕组的应变和温度的双参量测量:该系统通过拉曼散射光纤传感技术对Bragg光栅解调技术进行温度补偿，实现了绕组的应变和温度的双参量测量。
2、故障点的精确定位：由于该系统布设了多个Bragg光栅，运用波分复用和时分复用技术可对故障点进行定位，另拉曼散射光纤监测技术是一种分布式温度监测技术，该技术也可对光纤沿线的温度异常点进行精确定位。
3、抗电磁干扰能力强：该系统采用光纤传感技术对绕组进行监测，解调设备可放置于离变压器较远的位置，抗电磁干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中各标号依次表示：变压器（1）、变压器绕组（2）、光纤（3）、Bragg光栅（4）、光纤耦合器（5）、光开关（6）和（7）、光纤Bragg光栅解调仪（8）、拉曼散射光纤解调仪（9）。
具体实施方式
一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统，本实用新型特征是：在变压器2的绕组1中布设光纤3，并使绕组1与光纤3相对固定，在光纤上制作有多个Bragg光栅4，光纤3与光纤耦合器5一端相连，光纤耦合器5另一端设置两根引出光纤分别通过光开关A6与拉曼散射光纤解调仪9相连连；光开关B7与光纤Bragg光栅解调仪8相连接。
本实用新型光开关6和光开关7至多有一个处于开通状态，二者不可同时处于开通状态。
本实用新型光纤Bragg光栅解调仪8在光开关7处于开通状态时对变压器2的绕组1中的Bragg光栅4的中心波长进行测量，通过Bragg光栅4的中心波长的漂移来反映变压器2内绕组1的应变和温度状态；拉曼散射光纤解调仪9在光开关6处于开通状态时对光纤3进行温度监测。
本实用新型当采用拉曼散射光纤解调仪9对光纤3进行温度监测时，拉曼散射光纤解调仪9所采用的光的中心波长与光纤3上的所有Bragg光栅4的中心波长均不相同。
本实用新型当变压器2的绕组1发生形变或温度升高现象时，其对应位置的Bragg光栅的中心波长会发生相应漂移，采用拉曼散射光纤解调仪8对该Bragg光栅附近的光纤温度进行检测，运用该温度对Bragg光栅的中心波长漂移进行温度补偿即可反映绕组的应变和温度情况。另两种方式均可实现对故障点的及时定位。
当光开关7开通时，光纤Bragg光栅解调仪8对光纤3上的Bragg光栅4的中心波长进行监测。当光开关6开通时，光开关7关闭，此时拉曼散射光纤解调仪9发出与所有Bragg光栅4的中心波长均不相同的光对光纤3进行温度监测。由于变压器绕组1浸泡在变压器2的绝缘油中，因此，很小距离内的绕组内的温度相近，即可以运用Bragg光栅4边上的光纤的温度来对Bragg光栅进行温度补偿，也就是运用拉曼散射解调仪9监测到的光纤3的温度，可以对光纤Bragg光栅解调仪8监测的Bragg光栅4的中心波长漂移进行温度补偿。运用该方法即可实现对Bragg光栅4的温度和应变的分别监测，并可实现对光纤3沿线温度的分布式监测。而变压器绕组发生损坏情况时都会伴随有形变或温度的变化，即通过对绕组的温度和应变进行监测可反映变压器绕组的运行状态。另外，该系统还可对绕组的故障点进行及时、准确定位。
参见图1，在变压器2的绕组1中布设光纤3，并使绕组1与光纤3相对固定，在光纤上制作有多个Bragg光栅4，光纤3与光纤耦合器5一端相连，光纤耦合器5另一端的两根引出光纤分别通过光开关6和7与光纤Bragg光栅解调仪8和拉曼散射光纤解调仪9相连。
当光开关7开通时，光纤Bragg光栅解调仪8对光纤3上的Bragg光栅4的中心波长进行监测。当光开关6开通时，光开关7关闭，此时拉曼散射光纤解调仪9发出与所有Bragg光栅4的中心波长均不相同的光对光纤3进行温度监测。运用拉曼散射解调仪9监测到的光纤3的温度，对光纤Bragg光栅解调仪8监测的Bragg光栅4的中心波长漂移进行温度补偿。这样即可实现对Bragg光栅的温度和应变的监测，从而反映变压器绕组的状态。并且运用波分复用、时分复用技术可对Bragg光栅的故障异常点进行定位，运用拉曼散射光纤监测技术也可对光纤沿线的温度异常点进行定位。
Claims (1)
1.一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统，其特征是：在变压器（2）的绕组（1）中布设光纤（3），并使绕组（1）与光纤（3）相对固定，在光纤上制作有多个Bragg光栅（4），光纤（3）与光纤耦合器（5）一端相连，光纤耦合器（5）另一端设置两根引出光纤分别通过光开关A（6）与拉曼散射光纤解调仪（9）相连连；光开关B（7）与光纤Bragg光栅解调仪（8）相连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420026596.8U CN203798317U (zh) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420026596.8U CN203798317U (zh) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203798317U true CN203798317U (zh) | 2014-08-27 |
Family
ID=51380522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420026596.8U Expired - Lifetime CN203798317U (zh) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203798317U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103791848A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-14 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 |
| CN104949915A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-09-30 | 华北电力大学 | 一种基于光纤布喇格光栅的油浸式变压器故障定位装置 |
| CN108151910A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 安徽盛美金属科技有限公司 | 一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器 |
| CN108375345A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-07 | 华北电力大学（保定） | 一种分布式光纤传感器布置结构 |
-
2014
- 2014-01-16 CN CN201420026596.8U patent/CN203798317U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103791848A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-14 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 |
| CN104949915A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-09-30 | 华北电力大学 | 一种基于光纤布喇格光栅的油浸式变压器故障定位装置 |
| CN108151910A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 安徽盛美金属科技有限公司 | 一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器 |
| CN108151910B (zh) * | 2017-12-26 | 2019-12-31 | 嘉善品智联科技有限公司 | 一种变压器绕组的高强度测温光纤光栅传感器 |
| CN108375345A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-07 | 华北电力大学（保定） | 一种分布式光纤传感器布置结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103791848A (zh) | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 | |
| CN103323157B (zh) | 铁路道岔转辙机锁闭杆应力增敏的光纤光栅动态监测方法及装置 | |
| CN203798317U (zh) | 一种基于光纤传感技术的变压器绕组监测系统 | |
| CN102103173A (zh) | 基于分布式光纤测温方法的电缆载流量监测方法及系统 | |
| CN103398740A (zh) | 开关柜异常运行实时在线监测装置 | |
| CN103487162A (zh) | 基于光纤网络的高压设备触点温度在线监测系统 | |
| CN106706159B (zh) | 基于多主体技术的光纤光栅变压器多参量智能监测系统 | |
| CN203479425U (zh) | 基于光纤网络的高压设备触点温度在线监测系统 | |
| CN203534743U (zh) | 一种光纤传感锁闭杆应力检测装置 | |
| CN201955411U (zh) | 基于分布式光纤测温方法的电缆载流量监测系统 | |
| CN103630263A (zh) | 一种利用光纤传感技术对opgw进行在线监测的方法 | |
| CN207123583U (zh) | 一种电缆终端在线监测装置 | |
| CN207335914U (zh) | 一种基于分布式光纤技术的变压器绕组监测系统 | |
| CN202562652U (zh) | 变电站高压开关柜在线测温报警装置 | |
| CN103498790B (zh) | 基于光纤光栅传感的机泵群状态监测方法及装置 | |
| CN105466596A (zh) | 一种基于荧光光纤测温的列车轴温监测系统 | |
| Zhang et al. | Real-time temperature monitoring system using FBG sensors on an oil-immersed power transformer | |
| CN116972957A (zh) | 一种输电gil管道的振动检测方法和系统 | |
| CN103743464A (zh) | 内置光纤光栅传感器的油浸式变压器振动在线监测系统 | |
| CN203772406U (zh) | 内置光纤光栅传感器的油浸式变压器振动在线监测系统 | |
| CN208333723U (zh) | 光纤式受电弓滑板监测装置 | |
| CN103645157B (zh) | 一种新型输变电设备绝缘子表面盐密在线测量系统 | |
| CN202748157U (zh) | 电气结点温度在线监测系统 | |
| CN113405692A (zh) | 一种井下电缆测温装置、监测系统及方法 | |
| JP2023535611A (ja) | ケーブル監視システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140827 |