变压器内部温度检测系统的制作方法

本发明涉及利用在光纤中的变化进行温度测量的装置。

背景技术：

1、变压器绕组的温度不仅影响着变压器的使用寿命，还与其安全性能密切相关。当绕组热点温度超过允许限值时，会导致变压器绝缘材料加速老化，进而缩短设备的使用寿命，并且可能引发故障，威胁到整个输变电系统的安全。反之，如果绕组热点温度过低，则表明变压器没有满负荷工作，这在一定程度上意味着资源没有被充分利用，从而影响了电力系统的经济效益。

2、现有电力变压器内部温度的测量主要基于电信号的传感器测量和基于光学信号的传感器测量。基于电信号的传感器如电阻温度计和热电偶等，是通过导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的，但这类传感器容易受到变压器内部强电磁场的影响，导致测量结果的误差较大。基于光学信号的传感器包括红外温度传感器等，是通过检测物体发出的红外辐射强度来推算温度，但在电力变压器复杂的电磁环境中，红外线的传播同样容易受到干扰，特别是在存在灰尘或其他遮挡物的情况下，测量精度也会受到影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有电力变压器内部温度的测量易受磁场干扰，导致测量误差大的问题，提供了一种变压器内部温度检测系统。

2、本发明的变压器内部温度检测系统，包括至少一个光纤光栅温度传感器、解调模块、信号处理模块和金属屏蔽罩；

3、光纤光栅温度传感器用于检测变压器内部的温度；

4、解调模块用于接收从光纤光栅温度传感器出射端输出的光栅反射光信号，并将光栅反射光信号解调为解调电信号；

5、信号处理模块用于根据解调电信号得到变压器内部温度测量值；

6、金属屏蔽罩罩设于光源模块和解调模块的外部。

7、进一步地，还包括监控报警模块；

8、监控报警模块还用于将变压器内部温度测量值与预设置的变压器内部温度最大阈值和变压器内部温度最小阈值进行比较；并在变压器内部温度测量值大于变压器内部温度最大阈值时生成高温报警信息，在变压器内部温度测量值小于变压器内部温度最小阈值时，生成低温报警信息。

9、进一步地，还包括低通滤波器；

10、低通滤波器用于对解调电信号进行滤波，并将滤波后的解调电信号发送至信号处理模块。

11、进一步地，还包括第一自诊断模块；

12、第一自诊断模块用于接收光栅反射光信号；

13、以及检测光栅反射光信号的强度，并将光栅反射光信号的强度与预设置的光栅反射光信号强度阈值进行对比，若光栅反射光信号的强度小于光栅反射光信号强度阈值，则判定光纤光栅温度传感器异常；

14、以及计算得到温度响应时间，并将温度响应时间与响应时间阈值范围进行对比，若温度响应时间超出响应时间阈值范围，则判定光纤光栅温度传感器异常；温度响应时间为温度变化前和温度变化后的光栅反射光信号波长改变的时间。

15、进一步地，还包括光源模块和第二自诊断模块；

16、光源模块用于产生宽带光信号，并从光纤光栅温度传感器入射端发射至光纤光栅温度传感器内部；

17、第二自诊断模块用于接收宽带光信号；

18、以及测量宽带光信号的光功率，并将宽带光信号的光功率与预设置的光功率阈值进行对比，若宽带光信号的光功率小于光功率阈值，则判定光源模块异常；

19、以及在设定时间内多次测量得到多个光功率，在计算多个光功率的光功率标准差，并将光功率标准差与预设置的标准差阈值进行对比，若光功率标准差大于标准差阈值，则判定光源模块异常。

20、进一步地，还包括第三自诊断模块；

21、第三自诊断模块用于将预存储的参考光信号输入至解调模块；

22、参考光信号为对应有标定温度值的光栅反射光信号；

23、以及从信号处理模块获取对参考光信号进行解调和处理得到的参考温度值，并将参考温度值与标定温度值进行比较，若参考温度值与标定温度值的差值超过预设置的温度解调精度误差，则判定解调模块异常。

24、以及记录将参考光信号输入至解调模块到获得参考温度值的处理时间，若处理时间超出预设定的时间阈值，则判定解调模块异常。

25、进一步地，还包括第四自诊断模块；

26、第四自诊断模块用于将标准温度数据输入至信号处理模块；

27、以及从信号处理模块获取对标准温度数据进行处理得到的处理温度数据，并将处理温度数据与标准温度数据进行对比，若处理温度数据标准温度数据的差值超过预设置的数据处理误差，则判定信号处理模块异常。

28、进一步地，还包括第五自诊断模块；

29、第五自诊断模块用户向监控报警模块分别输入第一报警测试温度值和第二报警测试温度值，并分别记录第一报警测试温度值和第二报警温度测试值的输入时间；

30、第一报警温度测试值大于变压器内部温度最大阈值，第二报警测试温度值小于变压器内部温度最小阈值；

31、以及从监控报警模块获取高温报警信息和高温报警信息的输出时间；若无法获取高温报警信息，或获取得到低温报警信息，或高温报警信息的输出时间超出第一报警测试温度值的输入时间预设的时间差，则判定监控报警模块异常；

32、以及从监控报警模块获取低温报警信息和低温报警信息的输出时间；若无法获取低温报警信息，或获取得到高温报警信息，或低温报警信息的输出时间超出第二报警测试温度值的输入时间预设的时间差，则判定监控报警模块异常。

33、进一步地，还包括数据储存模块；

34、数据储存模块用于存储检测系统信息；

35、检测系统信息包括存储变压器内部温度测量值、高温报警信息和低温报警信息。

36、进一步地，还包括无线传输模块；

37、数据储存模块还用于通过无线传输模块将检测系统信息传输至上位机。

38、本发明的有益效果是：

39、本发明的变压器内部温度检测系统包括采用光纤光栅温度传感器进行温度检测，光纤光栅温度传感器利用布拉格波长偏移来检测温度变化，具有不受电磁干扰的优点。金属屏蔽罩有效的减少了电磁场的穿透，提高了被电磁场干扰的能力。可以进一步减少外界电磁场对传感器的影响，使得测量数据更加精确可靠。

技术特征：

1.变压器内部温度检测系统，其特征在于，包括至少一个光纤光栅温度传感器(1)、解调模块(3)、信号处理模块(4)和金属屏蔽罩(5)；

2.根据权利要求1所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括监控报警模块(6)；

3.根据权利要求1或2所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括低通滤波器(7)；

4.根据权利要求3所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括第一自诊断模块(8-1)；

5.根据权利要求3所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括光源模块(2)和第二自诊断模块(8-2)；

6.根据权利要求3所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括第三自诊断模块(8-3)；

7.根据权利要求3所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括第四自诊断模块(8-4)；

8.根据权利要求3所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括第五自诊断模块(8-5)；

9.根据权利要求4、5、6、7或8所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括数据储存模块(9)；

10.根据权利要求9所述的变压器内部温度检测系统，其特征在于，还包括无线传输模块(10)；

技术总结一种变压器内部温度检测系统，涉及利用在光纤中的变化进行温度测量的装置。目的是为了克服现有电力变压器内部温度的测量易受磁场干扰，导致测量误差大的问题，包括至少一个光纤光栅温度传感器、解调模块、信号处理模块和金属屏蔽罩；光纤光栅温度传感器用于检测变压器内部的温度；解调模块用于接收从光纤光栅温度传感器出射端输出的光栅反射光信号，并将光栅反射光信号解调为解调电信号；信号处理模块用于根据解调电信号得到变压器内部温度测量值；金属屏蔽罩罩设于光源模块和解调模块的外部。技术研发人员：孙海明,李峰,张航,苑美实,何晓会,于浩,杨力,赵文琛,何宇,李龙齐受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/12/23