變壓器光纖溫控裝置製造方法
2023-07-10 04:24:21
變壓器光纖溫控裝置製造方法
【專利摘要】變壓器光纖溫控裝置，涉及變壓器。設有計算機、光纖測溫儀、遙控輸出板和冷卻控制設備；計算機經數據總線與光纖測溫儀的溫度數據輸出端連接，光纖測溫儀的光纖探頭與變壓器的繞組線圈以及油箱頂層相連；計算機通過數據總線與遙控輸出板連接，遙控輸出板與冷卻控制設備連接；光纖測溫儀設有油箱溫度測量系統和繞組線圈溫度測量系統，油箱溫度測量系統設有光源驅動器、第1LED光源、光纖耦合器、油箱溫度探頭、第1光電轉換器、第2光電轉換器和A/D轉換器；繞組線圈溫度測量系統設有微處理器、第2LED光源、耦合透鏡、第1濾光片、第1光纖耦合器、螢光探頭、第2光纖耦合器、第2濾光片、第3光電轉換器和放大電路。
【專利說明】變壓器光纖溫控裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變壓器，尤其是涉及可為變壓器冷卻控制設備提供運行策略的變 壓器光纖溫控裝置。
【背景技術】
[0002]電力變壓器作為電網運行中的關鍵設備，其可靠性在電網運行中極其重要。變壓 器內部溫度變化可以直觀迅速地反應出其運行狀態，但是常規的變壓器溫控器都不採用直 接接觸測量，而是把測溫探頭放置在變壓器頂部，其所得到的溫度值是通過對測定的油溫 進行電子換算獲得的，不能準確監控繞組溫度和內部油溫。
[0003]由於變壓器冷卻控制系統介於變電一次設備與二次設備之間，變壓器製造廠家的 研發重點在於變壓器的結構，很少考慮冷卻控制系統的改進，而二次設備生產廠家只注重 繼電保護等電網主設備，沒有考慮對變壓器冷卻控制系統的研發，從而造成變壓器冷卻控 制系統的研發嚴重滯後於其他技術的發展。傳統的冷卻控制系統是按照油頂層溫度和繞組 溫度來控制投切的，由於它們相對於負載的變化有一定的滯後性，反應不夠靈敏，因此目前 控制邏輯中增加了按負載來控制冷卻系統，按這種方式運行的控制系統結構複雜、自動化 程度不高、可靠性較差、維修不便。
[0004]中國專利91224248.5公開了一種變壓器內部測溫裝置。該裝置由電源、傳感器、 前端電路盒、信號分配器、報警器、信號的採樣、傳輸、處理等單元組成，電源部分採用電源 耦合器，通過高頻振蕩將電壓由低壓側向高壓側傳送；傳感器採用金屬鉬膜電阻為熱敏元 件，裝置中傳感器埋設在變壓器內部的高低壓繞組、鐵心及油箱壁等處；溫度信號的採樣、 處理通過8031單片計算機實現；溫度信號的傳輸通過光纖耦合器實現高、低壓區的隔離。 該裝置雖然克服現有測試儀器的不足，能及時測出變壓器內部各點溫度，但是該裝置在變 壓器內部的各處沒有設置多個傳感器測溫點，其檢測的結果不夠精確地反應變壓器運行狀 況，對於變壓器運行不夠可靠。單片機加引在變壓器強大電磁幹擾作用下，需要很強抗幹擾 設計。
[0005]中國專利200920306417.5公開一種變壓器測溫器。它包括光纖測溫探頭、接收 器、PID控制器、加熱線圈、溫度顯示器。其特徵在於通過將光纖測溫探頭繞到變壓器內部 直接測溫，將所得到的數據進行接收處理，再通過電流加熱線圈將所得到的溫度顯示到溫 度顯示器上。該裝置雖然提供一種可以直接測變壓器內部溫度並能及時和處理故障的變壓 器測溫器，但是在變壓器發生故障後最終採取的措施是直接斷開電源，這對於電網的運行 十分不利。該裝置測量變壓器內部溫度僅僅測量油箱中的溫度，缺少可靠性，該專利中的測 溫裝置在繞組線圈上也設置了溫度測量，對變壓器運行提供更可靠的溫度數據。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在於提供一種變壓器光纖溫控裝置。
[0007]本實用新型設有計算機、光纖測溫儀、遙控輸出板和冷卻控制設備；[0008]所述計算機經數據總線與光纖測溫儀的溫度數據輸出端連接，光纖測溫儀的光纖探頭與變壓器的繞組線圈以及油箱頂層相連；計算機通過數據總線與遙控輸出板連接，遙控輸出板與冷卻控制設備連接；
[0009]所述光纖測溫儀設有油箱溫度測量系統和繞組線圈溫度測量系統，所述油箱溫度測量系統設有光源驅動器、第ILED光源、光纖稱合器、油箱溫度探頭、第I光電轉換器、第2光電轉換器和A/D轉換器，所述油箱溫度探頭設於變壓器油箱頂層上，光源驅動器的輸出端接第ILED光源，第ILED光源發出的脈衝光經光纖耦合器分為兩路，其中一路直接進入第I光電轉換器和第2光電轉換器，另一路進入油箱溫度探頭再反射回光纖耦合器，第I光電轉換器的信號電壓輸出端和第2光電轉換器的參考電壓輸出端分別接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端接微處理器(MCU)的輸入埠，得油箱溫度探頭所在點的溫度；所述繞組線圈溫度測量系統設有微處理器(MCU)、第2LED光源、耦合透鏡、第I濾光片、第I光纖率禹合器、突光探頭、第2光纖稱合器、第2濾光片、第3光電轉換器和放大電路；所述突光探頭設於變壓器繞組線圈上，微處理器(MCU)的輸出埠接第2LED光源，第2LED光源發出的激勵光依次經稱合透鏡、第I濾光片和第I光纖稱合器後照射在突光探頭上，突光探頭的螢光信號依次經接收光纖、第2光纖耦合器和第2濾光片後進入第3光電轉換器，第3光電轉換器的輸出端接放大電路的輸入端，放大電路的輸出端接微處理器(MCU)的輸入埠。
[0010]通過直接測量變壓器內部繞組溫度和油溫，從而對冷卻控制設備發出最優控制指令，從而將變壓器的運行溫度控制在最佳水平。
[0011]與現有技術相比，本實用新型通過光纖測溫儀對變壓器內部繞組和油箱溫度進行測量，之後將溫度數據傳至計算機，計算機將數據進行分析處理後，經由數據總線對遙控輸出板發出控制命令，遙控輸出板則根據計算機的命令啟動相應數量的冷卻控制設備。可以更準確知道繞組熱點溫度，並將實時數據發送給決策層，實現智能電網配置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例的結構組成框圖。
[0013]圖2為光纖測溫儀的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]參見圖1和2，本實用新型實施例設有計算機1、光纖測溫儀2、遙控輸出板4和冷卻控制設備5。
[0015]所述計算機I經數據總線與光纖測溫儀2的溫度數據輸出端連接，光纖測溫儀2的光纖探頭6與變壓器3的繞組線圈以及油箱頂層相連；計算機I通過數據總線與遙控輸出板4連接，遙控輸出板4與冷卻控制設備5連接。
[0016]所述光纖測溫儀2設有油箱溫度測量系統201和繞組線圈溫度測量系統202，所述油箱溫度測量系統201設有光源驅動器7、第ILED光源8、光纖耦合器9、油箱溫度探頭10、第I光電轉換器11、第2光電轉換器12和A/D轉換器13，所述油箱溫度探頭10設於變壓器油箱頂層上，光源驅動器7的輸出端接第ILED光源8，第ILED光源8發出的脈衝光經光纖耦合器9分為兩路，其中一路直接進入第I光電轉換器11和第2光電轉換器12，另一路進入油箱溫度探頭10再反射回光纖耦合器9，第I光電轉換器11的信號電壓輸出端和第2光電轉換器12的參考電壓輸出端分別接A/D轉換器13的輸入端,A/D轉換器13的輸出端 接微處理器(MCU) 14的輸入埠，得油箱溫度探頭10所在點的溫度；所述繞組線圈溫度測 量系統202設有微處理器(MCU)14、第2LED光源15、耦合透鏡16、第I濾光片17、第I光纖 率禹合器18、突光探頭19、第2光纖稱合器20、第2濾光片21、第3光電轉換器22和放大電 路23 ;所述螢光探頭19設於變壓器繞組線圈上，微處理器(MCU) 14的輸出埠接第2LED 光源15,第2LED光源15發出的激勵光依次經稱合透鏡16、第I濾光片17和第I光纖I禹合 器18後照射在螢光探頭19上，螢光探頭19的螢光信號依次經接收光纖、第2光纖耦合器 20和第2濾光片21後進入第3光電轉換器22，第3光電轉換器22的輸出端接放大電路23 的輸入端，放大電路23的輸出端接微處理器(MCU) 14的輸入埠。
[0017]光纖測溫儀中採用以砷化鎵為溫度敏感元件的光纖測溫系統來負責測量變壓器 油溫，系統中光源驅動器驅動LED發出脈衝光。此光經光纖耦合器分為兩路，一路直接進入 第2光電轉換器12，轉換成電壓信號UK(稱為參考電壓)；另一路進入探頭後再反射回耦合 器，經耦合器進入第I光電轉換器11，轉換成電壓信號Us, Us是經溫度調製的，稱為信號電 壓。UE、Us兩個電壓經A/D轉換後送入計算機處理，即可得探頭所在點的溫度。
[0018]光纖測溫儀中採用螢光式光纖測溫來負責測量變壓器繞組溫度。系統中微處理 器(MCU)控制LED發光強度，激勵光發出後經透鏡耦合入光纖，通過濾光片將一些雜散光消 除，將光纖耦合器分成若干光纖並照射在螢光探頭上的螢光材料，激發出螢光。螢光信號進 入接收光纖，通過光纖耦合器和濾光片進入光電轉換器，並經放大電路，得到測溫現場的溫 度值對應的電壓值，再由微處理器(MCU)的模數轉換模塊讀取電壓值並進行餘輝時間常數 的數據處理。
[0019]光纖測溫儀2分別對變壓器的繞組溫度和油溫進行測量，並將數據傳回計算機I 處理分析，計算機I經過數據分析後通過數據總線向遙控輸出板4發出最優控制指令，則遙 控輸出板4啟動冷卻控制設備5的投切數。
【權利要求】
1.變壓器光纖溫控裝置，其特徵在於設有計算機、光纖測溫儀、遙控輸出板和冷卻控制設備；所述計算機經數據總線與光纖測溫儀的溫度數據輸出端連接，光纖測溫儀的光纖探頭與變壓器的繞組線圈以及油箱頂層相連；計算機通過數據總線與遙控輸出板連接，遙控輸出板與冷卻控制設備連接；所述光纖測溫儀設有油箱溫度測量系統和繞組線圈溫度測量系統，所述油箱溫度測量系統設有光源驅動器、第ILED光源、光纖稱合器、油箱溫度探頭、第I光電轉換器、第2光電轉換器和A/D轉換器，所述油箱溫度探頭設於變壓器油箱頂層上，光源驅動器的輸出端接第ILED光源，第ILED光源發出的脈衝光經光纖耦合器分為兩路，其中一路直接進入第I光電轉換器和第2光電轉換器，另一路進入油箱溫度探頭再反射回光纖耦合器，第I光電轉換器的信號電壓輸出端和第2光電轉換器的參考電壓輸出端分別接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端接微處理器的輸入埠，得油箱溫度探頭所在點的溫度；所述繞組線圈溫度測量系統設有微處理器、第2LED光源、耦合透鏡、第I濾光片、第I光纖耦合器、螢光探頭、第2光纖耦合器、第2濾光片、第3光電轉換器和放大電路；所述螢光探頭設於變壓器繞組線圈上，微處理器的輸出埠接第2LED光源，第2LED光源發出的激勵光依次經耦合透鏡、第I濾光片和第I光纖耦合器後照射在螢光探頭上，螢光探頭的螢光信號依次經接收光纖、第2光纖稱合器和第2濾光片後進入第3光電轉換器,第3光電轉換器的輸出端接放大電路的輸入端，放大電路的輸出端接微處理器的輸入埠。
【文檔編號】G05D23/20GK203433388SQ201320548140
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】陳天翔, 張輯, 田洪, 方曉臨, 陳婕梅, 康彬, 王清強 申請人:廈門理工學院