一种变压器绕组温度在线监测装置的制作方法

本实用新型属于变压器监测技术领域，尤其涉及一种变压器绕组温度在线监测装置。

背景技术：

变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，也是导致电力系统事故最多的电气设备之一，其运行状态直接影响到电力系统的安全稳定运行。变压器在运行过程中会有一部分电能转换为变压器的热能，尽管这部分热能相对整个变压器转换的总能量来说很小，然而这部分热能会使变压器产生明显的温升。这个温升将导致变压器绕组绝缘加速老化进而影响变压器的使用寿命。近年来，由于变压器绕组局部过热而造成的恶性事故在国内外均有发生。这些事故在给工业生产造成巨大经济损失的同时也对社会造成了巨大的不利影响。因此研究变压器绕组的温度，特别是开展对绕组温度实时在线监测研究具有十分重要的意义。

常用的变压器绕组测温方法有间接计算测温法和热模拟绕组温度计法。其中：

间接计算测量法的原理为：根据假定的变压器热学模型，结合国内外运行参数和经验，来估算绕组的热点温度。在IEC标准和国家标准《油浸式电力变压器导则》中都给出了绕组热点温升计算公式。该方法目前比较简单、常用，虽然计算出的数据作为参考具有重要意义，但是不能完全反映变压器实时运行温度。

热模拟绕组温度计法是通过将变压器顶部油温和工作电流综合后，得到绕组温度的一个模拟值，而非绕组的实际温度。在一个油温表的基础上，配备一台电流匹配器和一个电热元件。变压器绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与线圈对油的温升之和。该方法简单、实用，但误差较大(毛细管压力式与铂电阻方式均是如此)，测量滞后，特别是在动态载荷下，变压器本身温升特性与电热元件温升特性有较大差别，导致温度读数误差增大。

由此可见，现有技术中的变压器绕组测温方法需要进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种变压器绕组温度在线监测装置，以便能够实时直接地测量绕组的热点温度，测量精确度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种变压器绕组温度在线监测装置，包括监控主机、移动终端、光纤光栅绕组温度在线监测仪、光纤测温法兰盘、贯通器和光纤光栅温度传感器，光纤光栅温度传感器有多个；监控主机与光纤光栅绕组温度在线监测仪相连；光纤测温法兰盘固定在变压器箱体上，在光纤测温法兰盘与变压器箱体之间设有密封垫圈，贯通器安装在光纤测温法兰盘上；光纤光栅温度传感器安装于绕组和铁芯的热点温度位置；光纤光栅温度传感器的末端设有贯通器接头，该贯通器接头与贯通器的内侧端连接，贯通器的外侧端通过光纤与光纤光栅绕组温度在线监测仪连接；在监控主机上还连接有显示器、无线收发模块以及声音和闪光报警器；在移动终端上设有无线收发模块；监控主机与移动终端之间通过无线方式进行通讯；所述光纤光栅温度传感器包括光纤光栅和绝缘外壳；光纤光栅包括传感光栅及与所述传感光栅连接的尾纤；传感光栅选用布拉格光栅，在传感光栅外侧设有聚酰亚胺涂层；尾纤的外部套有第一保护套管；传感光栅和部分尾纤封装在绝缘外壳内，在绝缘外壳内填充有硅酮胶；绝缘外壳的一端开口，在绝缘外壳的开口端外侧还设有第二保护套管，置于绝缘外壳外的部分尾纤由第二保护套管包裹；第一保护套管和第二保护套管均是由聚四氟乙烯材料制成的。

优选地，所述绕组热点温度位置位于内绕组上部处5-8饼靠近铁芯侧1/3处，铁芯热点温度位置位于上铁轭处。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型中的变压器绕组温度在线监测装置，能够实时直接地测量绕组热点温度，解决了相对于普通绕组温度计温度测量不准以及不能及时反映绕组和油温快速变化的问题。并且绕组温度在线监测装置结构简单，安装方便，可靠性、智能化水平高。本实用新型还在监控主机上增加了无线收发模块，以便与移动终端进行数据通讯，实时将变压器绕组的温度信息反馈至移动终端上，便于技术人员随时随地了解变压器绕组温度情况。另外，本实用新型还对光纤光栅温度传感器进行了合理设计，通过上述设计可以解决光纤光栅温度传感器安装在变压器上经过一段时间运行后易污染油气、精度降低、测量误差增大的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型中一种变压器绕组温度在线监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型中光纤光栅温度传感器的结构示意图；

其中，1-监控主机，2-移动终端，3-光纤光栅绕组温度在线监测仪，4-光纤测温法兰盘， 5-贯通器，6-光纤光栅温度传感器，7-变压器箱体；

8-密封垫圈，9-显示器，10-无线收发模块，11-声音和闪光报警器，12-绝缘外壳，13-传感光栅，14-尾纤，15-第一保护套管，16-第二保护套管。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

结合图1所示，一种变压器绕组温度在线监测装置，包括监控主机1、移动终端2、光纤光栅绕组温度在线监测仪3、光纤测温法兰盘4、贯通器5和光纤光栅温度传感器6。

其中，光纤光栅温度传感器6有多个，用于检测变压器绕组的温度。

监控主机1与光纤光栅绕组温度在线监测仪3相连。

该连接方式例如可以是通过有线方式相连，当然也可以通过无线方式连接。

光纤光栅绕组温度在线监测仪3采用现有技术中已有的光纤光栅绕组温度在线监测仪。

光纤测温法兰盘4固定在变压器箱体7上，在光纤测温法兰盘4与变压器箱体7之间设有密封垫圈8，以提高光纤测温法兰盘4与变压器箱体7的密封性能。

贯通器5安装在光纤测温法兰盘4上。

相应的，在光纤测温法兰盘4上开设有与贯通器5相等数量的安装孔。

本实用新型中光纤测温法兰盘4与贯通器5的连接方式例如可以是螺纹连接，即上述安装孔采用螺纹孔，在贯通器5上设有与上述螺纹孔适配的外螺纹。

贯通器5为变压器内部光纤与外部光纤系统主机进行连接的关键部件，该部件的两端都需要配置与光纤相对应的接口，以便实现对光纤信号的无损传输。

本实用新型中贯通器5的数量与上述光纤光栅温度传感器6的数量一一对应。

光纤光栅温度传感器6安装于绕组和铁芯的热点温度位置。其中，绕组热点温度位置位于内绕组上部处5-8饼靠近铁芯侧1/3处；铁芯热点温度位置位于上铁轭处。

光纤光栅温度传感器6的末端设有贯通器接头，该贯通器接头与贯通器5的内侧端连接，贯通器5的外侧端通过光纤与光纤光栅绕组温度在线监测仪3连接。

在贯通器5与光纤光栅绕组温度在线监测仪3之间的光纤外部设有保护套管。

通过上述光纤光栅温度传感器6可以将直接测量得到的绕组和铁芯的热点温度位置实时上传到光纤光栅绕组温度在线监测仪3上，测量精确度高。

此外，在监控主机1上还连接有显示器9、无线收发模块10以及声音和闪光报警器11。在移动终端2上设有无线收发模块。

显示器9用于实时显示变压器绕组的温度变化情况。当变压器绕组的温度超过设定阈值时，监控主机1会及时控制声音和闪光报警器11做出响应。

监控主机1与移动终端2之间通过无线方式进行通讯。

此种通讯方式，可以实现技术人员随时随地了解变压器绕组的温度情况，以便根据监测到的变压器绕组温度变化情况及时做出处理。

本实用新型中的移动终端包括手机、pad和便携式笔记本等。

如图2所示，本实用新型还对光纤光栅温度传感器进行了优化设计，具体如下：

光纤光栅温度传感器6包括光纤光栅和绝缘外壳12。光纤光栅包括传感光栅13及与传感光栅13连接的尾纤14。

优选地，绝缘外壳12为细石英管或陶瓷管，传感光栅13选用布拉格光栅。

在传感光栅13外侧设有聚酰亚胺涂层，以保证传感光栅13能够在高达300℃的温度下稳定工作，确保精确的温度测量且涂覆层能够确保不与化学品发生反应。

尾纤14的外部套有第一保护套管15。该第一保护套管15是由聚四氟乙烯材料制成的，主要用于保护与传感光栅13连接尾纤部分，增强光纤的可靠性和绝缘性。

传感光栅13和部分尾纤14封装在绝缘外壳12内。

在绝缘外壳12内填充有硅酮胶，主要用于对传感光栅13提供绝缘封装保护。

绝缘外壳12的一端开口，在绝缘外壳12的开口端外侧还设有第二保护套管16，置于绝缘外壳外的部分尾纤14由第二保护套16管包裹，以对尾纤14进行二次保护。

优选地，第二保护套管16也是由聚四氟乙烯材料制成的。

本实用新型提供的光纤光栅温度传感器6，可实现浸油变压器内部绕组和其他重点监控部位的直接温度测量，且测量准确性高。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。