CN219996367U - 一种用于油浸式变压器的光纤温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，包括变压器主体，所述变压器主体的内部固定连接有光纤温度传感器，所述变压器主体的顶部且位于光纤温度传感器固定连接有法兰盘，所述法兰盘的顶部固定连接有转接盘，所述转接盘的顶部固定安装有防护罩，所述防护罩通过转接光缆连接有防护箱，所述防护箱的内部且位于转接光缆相对应的位置处固定连接有光纤温度解调仪，所述防护箱通过通信线连接有后台监控设备；所述光纤温度传感器包括光纤连接器，所述光纤连接器的背面固定连接有外保护套管，所述外保护套管的背面设有内保护套管，与现有的油浸传感器相比较，本实用新型通过设计提高了油浸传感器整体的实用性。

Description

一种用于油浸式变压器的光纤温控系统

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种用于油浸式变压器的光纤温控系统。

背景技术

油浸变压器是一种结构更合理、性能更优良的新型高性能变压器，其立体卷铁芯由于其三个芯柱是等边三角形的立体排列，其磁路中无空气隙，卷绕更紧密，三个磁路长度一致，且都最短，铁芯芯柱的横截面积更接近于圆形，因此性能进一步提高，损耗降低，噪声降低，三项平衡，减少三次谐波分量，该产品更适用于城乡、工矿企业电网改造，更适用于组合式变压器和预装式变电站用变压器。

油浸变压器可靠性和使用寿命是电力系统安全、可靠、经济运行的重要保证，作为电力系统主节点,其覆盖范围大、价值高，发生故障时影响范围广、危害大、经济损失严重,社会效益不可估量。

对于油浸式变压器而言，温度是非常重要的一个运行控制参数；因为，高温对变压器油和绝缘纸的老化都有明确且明显的加速作用；油浸式变压器由于长期工作在大电流、高电压、强磁场的环境中，运行过程中会持续发热；而油浸式变压器温度每升高6℃，变压器老化速度加倍，工作寿命减半；油浸式变压器的安全运行和使用寿命取决于绕组的安全可靠性，因此准确的测量变压器绕组温度对变压器使用寿命显得尤为重要；传统“热模拟测量法”和“间接计算测量法”的变压器绕组温度测量方法在实时性、准确度等方面已不能满足现实需求；采用光纤温度传感技术的“直接测量法”是必然选择。

目前，变压器场主要还是采用金属铂电阻(PT100)测温方式进行顶层油面进行测量，利用热功模拟的方式去推算绕组温度，无法精确测量；传统的PT100是利用其阻值随着温度的升高有规律的匀速增长原理来进行温度的测量，采用PT100测量油温的不足之处有以下几点：

1.由于PT100温度探头为金属，其绝缘性难以保证，所以探头不能直接放进内部，直接对绕组进行测温。

2.PT100是采用热传导的方式，通过测量顶部油温来推算绕组温度，其实时性和准确度较差，温度数据有一定的误差，且有严重的滞后性；

3.变压器工作时会产生高电压和大电流，产生的强磁环境对电信号的传递存在一定的干扰，温度数据可能会存在漂移或丢失现象。

因此对于现有油浸式传感器的改进，设计一种新型油浸式传感器以改变上述技术缺陷，提高整体油浸式传感器的实用性，显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，包括变压器主体，所述变压器主体的内部固定连接有光纤温度传感器，所述变压器主体的顶部且位于光纤温度传感器固定连接有法兰盘，所述法兰盘的顶部固定连接有转接盘，所述转接盘的顶部固定安装有防护罩，所述防护罩通过转接光缆连接有防护箱，所述防护箱的内部且位于转接光缆相对应的位置处固定连接有光纤温度解调仪，所述防护箱通过通信线连接有后台监控设备；

所述光纤温度传感器包括光纤连接器，所述光纤连接器的背面固定连接有外保护套管，所述外保护套管的背面设有内保护套管。

作为本实用新型优选的方案，所述转接光缆的一端贯穿防护箱并与光纤温度解调仪进行连接，所述转接光缆的另一端贯穿防护罩、转接盘、法兰盘以及光纤温度传感器并延伸至变压器主体的内部。

作为本实用新型优选的方案，所述通信线贯穿防护箱并与光纤温度解调仪进行连接，所述光纤温度传感器具体为砷化家光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器或珐珀腔式光纤温度传感器中的一种。

作为本实用新型优选的方案，所述光纤温度解调仪的外部设有光纤温度传感器接口，所述光纤温度解调仪的内部设有光源模块、光信号接收单元、温度解析单元、电流数据接收模块、数据存储单元、数据分析单元、报警输出单元、显示以及对外通信单元。

作为本实用新型优选的方案，所述光纤连接器具体为ST、FC、LC或SC标准光接口中的一种，所述外保护套管采用耐高温的螺旋式PTFE旋切管。

作为本实用新型优选的方案，所述内保护套管的内部设有感温探头，所述内保护套管采用间歇开口方式处理，所述感温探头由绝缘材质制作而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型中，通过光纤温度解调仪的设计，可在线、实时、直接、准确快速地测量变压器“绕组内部热点”温度，最快能做到小于250ms测量一个通道的温度，且测温的精确度高，能做到±1℃之内；还可以实时对温度数据进行解调与存储，数据可以用于故障分析、运维检修和资产管理，同时该光纤温度解调仪具有各种实时和非实时算法，适用于变压器状态跟踪、自动化和可视化控制、故障分析等，且带有动作反馈，执行各种实时操作，例如触发继电器，与控制设备通信，产生本地警报等；

2.本实用新型中，通过光纤温度传感器和转接光缆的设计，在现场使用方便，且传感器探头(砷化镓芯片)采用基于微纳加工工艺，一致性高，传感器不受互换性的技术问题制约，且出厂前通过温度标定，使用后无需再次校准。

3.本实用新型中，通过光纤温度传感器的设计，该传感器探头为绝缘材料，且使用光信号进行信息传输，不受电磁干扰，性能稳定，可靠性高，可长期在油式环境中使用。

附图说明

图1为本实用新型整体立体结构示意图；

图2为本实用新型整体内部结构剖视图；

图3为本实用新型光纤温度传感器整体结构主视图。

图中：1、变压器主体；2、光纤温度传感器；201、光纤连接器；202、外保护套管；203、内保护套管；204、感温探头；3、法兰盘；4、转接盘；5、防护罩；6、转接光缆；7、防护箱；8、光纤温度解调仪；9、通信线；10、后台监控设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，该油浸式传感器旨在解决现有技术下对油浸式变压器的测温方式中存在测量结果不准确、数据严重的滞后性、温度数据漂移或丢失的技术问题。

请参阅图1-图3，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，包括变压器主体1，变压器主体1的内部固定连接有光纤温度传感器2，变压器主体1的顶部且位于光纤温度传感器2固定连接有法兰盘3，法兰盘3的顶部固定连接有转接盘4，转接盘4的顶部固定安装有防护罩5，防护罩5通过转接光缆6连接有防护箱7，防护箱7的内部且位于转接光缆6相对应的位置处固定连接有光纤温度解调仪8，防护箱7通过通信线9连接有后台监控设备10；

光纤温度传感器2包括光纤连接器201，光纤连接器201的背面固定连接有外保护套管202，外保护套管202的背面设有内保护套管203。

进一步的，光纤传感器可直接伸入变压器绕组内部进行温度测量，光纤连接器201具体为ST、FC、LC或SC标准光接口中的一种，外保护套管202采用耐高温的螺旋式PTFE旋切管，内保护套管203的内部设有感温探头204，内保护套管203采用间歇开口方式处理，感温探头204由绝缘材质制作而成，使得测温光纤及护套内部能够充分与变压器油接触，防止光纤内部存在空气，在变压器运行时产生局部放电，导致安全事故的发生；感温探头204使用环氧胶固定在待测物表面，来探测待测物的实时温度，同时法兰盘3是一个环状转接件，转接光缆6的一端贯穿防护箱7并与光纤温度解调仪8进行连接，转接光缆6的另一端贯穿防护罩5、转接盘4、法兰盘3以及光纤温度传感器2并延伸至变压器主体1的内部，通信线9贯穿防护箱7并与光纤温度解调仪8进行连接，光纤温度传感器2具体为砷化家光纤温度传感器，光纤温度传感器2的探头采用微纳加工工艺进行制作而成，为使转接盘4内部突出的贯通器光接口穿入到变压器油箱外壁内侧，在变压器油箱外壁上开一个比法兰盘3内孔略小的通孔，法兰盘3通过焊接方式与变压器外壁密封连接，法兰盘3的内孔中轴与外壁开孔的圆心在一条线上，法兰盘3与转接盘4使用内六角螺丝锁紧，在两者间放置有O型密封圈来完成密封，转接盘4外部带有一体式防护罩5和转接光缆6，转接光缆6一端与转接盘4的光口连接，另一端接入光纤温度解调仪8来传输双向光信号，光纤温度解调仪8的外部设有光纤温度传感器2接口，光纤温度解调仪8的内部设有光源模块、光信号接收单元、温度解析单元、电流数据接收模块、数据存储单元、数据分析单元、报警输出单元、显示以及对外通信单元，该光纤温度解调仪8可快速解析温度数据并进行数据分析和传输，可实现远程对温度的实时监控，数据可以用于故障分析、运维检修和资产管理。同时带有继电器节点信号输出，一旦发现异常可快速进行处理，适用于变压器状态跟踪、自动化和可视化控制、故障分析等，借助该光纤温控系统，可提高电网安全性，进一步提升可靠性，减少用户中断次数，缩短停机事件，最大优化运营成本。

在此需要补充的是，光纤温度传感器2还可以为荧光光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器或珐珀腔式光纤温度传感器中的一种。

本实用新型工作流程：在使用油浸传感器时，光纤传感器可直接伸入变压器绕组内部进行温度测量，使得测温光纤及护套内部能够充分与变压器油接触，感温探头204使用环氧胶固定在待测物表面，来探测待测物的实时温度，同时法兰盘3是一个环状转接件，法兰盘3通过焊接方式与变压器外壁密封连接，法兰盘3的内孔中轴与外壁开孔的圆心在一条线上，法兰盘3与转接盘4使用内六角螺丝锁紧，在两者间放置有O型密封圈来完成密封；转接盘4外部带有一体式防护罩5和转接光缆6，转接光缆6一端与转接盘4的光口连接，另一端接入光纤温度解调仪8来传输双向光信号，该光纤温度解调仪8可快速解析温度数据并进行数据分析和传输，可实现远程对温度的实时监控，同时带有继电器节点信号输出，一旦发现异常可快速进行处理，适用于变压器状态跟踪、自动化和可视化控制、故障分析等，借助该光纤温控系统，可提高电网安全性，进一步提升可靠性，减少用户中断次数，缩短停机事件，最大优化运营成，与现有油浸传感器相比较，本实用新型通过设计提高了油浸传感器整体的实用性。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，包括变压器主体(1)，其特征在于：所述变压器主体(1)的内部固定连接有光纤温度传感器(2)，所述变压器主体(1)的顶部且位于光纤温度传感器(2)固定连接有法兰盘(3)，所述法兰盘(3)的顶部固定连接有转接盘(4)，所述转接盘(4)的顶部固定安装有防护罩(5)，所述防护罩(5)通过转接光缆(6)连接有防护箱(7)，所述防护箱(7)的内部且位于转接光缆(6)相对应的位置处固定连接有光纤温度解调仪(8)，所述防护箱(7)通过通信线(9)连接有后台监控设备(10)；

所述光纤温度传感器(2)包括光纤连接器(201)，所述光纤连接器(201)的背面固定连接有外保护套管(202)，所述外保护套管(202)的背面设有内保护套管(203)。

2.根据权利要求1所述的一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，其特征在于：所述转接光缆(6)的一端贯穿防护箱(7)并与光纤温度解调仪(8)进行连接，所述转接光缆(6)的另一端贯穿防护罩(5)、转接盘(4)、法兰盘(3)以及光纤温度传感器(2)并延伸至变压器主体(1)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，其特征在于：所述通信线(9)贯穿防护箱(7)并与光纤温度解调仪(8)进行连接，所述光纤温度传感器(2)具体为砷化家光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器或珐珀腔式光纤温度传感器中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，其特征在于：所述光纤温度解调仪(8)的外部设有光纤温度传感器接口，所述光纤温度解调仪(8)的内部设有光源模块、光信号接收单元、温度解析单元、电流数据接收模块、数据存储单元、数据分析单元、报警输出单元、显示以及对外通信单元。

5.根据权利要求1所述的一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，其特征在于：所述光纤连接器(201)具体为ST、FC、LC或SC标准光接口中的一种，所述外保护套管(202)采用耐高温的螺旋式PTFE旋切管。

6.根据权利要求1所述的一种用于油浸式变压器的光纤温控系统，其特征在于：所述内保护套管(203)的内部设有感温探头(204)，所述内保护套管(203)采用间歇开口方式处理，所述感温探头(204)由绝缘材质制作而成。