本发明涉及特高压应用技术领域，更具体地，涉及一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置及方法。
背景技术：
由于中国能源分布呈现东贫西富、南少北多的特点，需要进行跨区输电；特高压输电工程可以解决能源分布不均衡格局下对能源的需求，特高压变压器是特高压输电工程中重要设备之一，同时也是重量最大的设备，在山区或道路、桥梁承载能力受限和高度受限区域，导致变压器运输受到限制，制约了特高压变压器的使用。特高压解体式变压器通过将变压器分解成若干个单元，每个单元重量不超过道路或桥梁的重量限制值，以解决运输问题，运输到变电站站址现场的若干个单元再进行组装，形成具备工程使用的特高压变压器。
特高压变压器进行全部解体时，将变压器分解为上油箱、下油箱、单柱线圈、U型铁心、引线、上下铁轭、附件等单元，由于对特高压变压器的铁心分解成3个或4个“U型”铁心进行运输，运输到变电站站址现场后再将特高压变压器的U型铁心和下铁轭进行拼装，存在后期运行使用过程中特高压变压器振动过大的风险，振动过大可能将导致线圈/绕组压紧力松动。当特高压变压器遭到短路电流冲击时，在线圈/绕组压紧力不足等情况下，巨大的电动力可能会导致线圈/绕组变形，线圈/绕组变形加剧时继而破坏绝缘系统，由机械故障导致绝缘故障，最终发展成贯穿性放电故障，导致特高压变压器急停，迫使电网大面积停电，对社会经济造成重大损失。
因此，需要一种技术，以实现对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置及方法，以解决如何对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置，所述装置包括：
压力传感器，所述压力传感器内嵌于绕组压板中，所述绕组压板压紧绕组，所述压力传感器用于检测所述绕组的压紧力，获取压紧力信号；
光纤解调器，所述光纤解调器将所述压紧力信号转换为压紧力数据，并将所述压紧力数据发送至工控机；
工控机，所述工控机用于对接收到的所述压紧力数据进行监测。
优选地，所述压力传感器为光纤压力传感器。
优选地，所述压紧力信号为光纤信号。
优选地，还包括所述压紧力数据评估系统，所述压紧力数据评估系统将所述压紧力数据与预先设置的压紧力最低阈值进行比较，当所述压紧力数据低于所述压紧力最低阈值时，所述压紧力数据评估系统发出压紧力过低的预警信号。
优选地，所述将所述压紧力数据发送至工控机，包括：
通过以太网，将所述压紧力数据发送至工控机。
基于本发明的另一方面，提供一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的方法，所述方法包括：
将压力传感器内嵌于绕组压板中，所述绕组压板压紧绕组，所述压力传感器用于检测所述绕组的压紧力，获取压紧力信号；
通过光纤解调器将所述压紧力信号转换为压紧力数据，并将所述压紧力数据发送至工控机；
利用工控机对接收到的所述压紧力数据进行监测。
优选地，所述压力传感器为光纤压力传感器。
优选地，所述压紧力信号为光纤信号。
优选地，还包括：
将所述压紧力数据评估系统将所述压紧力数据与预先设置的压紧力最低阈值进行比较，当所述压紧力数据低于所述压紧力最低阈值时，所述压紧力数据评估系统发出压紧力过低的预警信号。
优选地，所述将所述压紧力数据发送至工控机，包括：
通过以太网，将所述压紧力数据发送至工控机。
本发明技术方案提出一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置及方法。本发明通过对特高压解体式变压器线圈/绕组的压紧力进行实时监测，当压紧力不足或松动时，将特高压解体式变压器绕组压紧状态对运行人员发出“预警、故障和急停”三个等级信号，可有效解决特高压解体式变压器何时检修、何时停运等难题，从而避免发生机械故障，导致特高压解体式变压器停运，避免大面积停电带来的巨大经济损失。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置结构示意图；
图2为根据本发明优选实施方式的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置结构示意图；以及
图3为根据本发明优选实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置结构示意图。对特高压解体式变压器线圈/绕组的压紧力进行实时监测，当压紧力不足或松动时，将特高压解体式变压器绕组压紧状态对运行人员发出“预警、故障和急停”三个等级信号，从而避免发生机械故障，导致特高压解体式变压器停运。
本发明实施方式提供一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置，装置包括：
压力传感器，压力传感器内嵌于绕组压板中，绕组压板压紧绕组，压力传感器用于检测绕组的压紧力，获取压紧力信号。优选地，压力传感器为光纤压力传感器。优选地，压紧力信号为光纤信号。
光纤解调器，光纤解调器将压紧力信号转换为压紧力数据，并将压紧力数据发送至工控机。优选地，将压紧力数据发送至工控机，包括：通过以太网，将压紧力数据发送至工控机。
工控机，工控机用于对压紧力数据进行监测。
优选地，还包括压紧力数据评估系统，压紧力数据评估系统将压紧力数据与预先设置的压紧力最低阈值进行比较，当压紧力数据低于压紧力最低阈值时，压紧力数据评估系统发出压紧力预警信号。
本申请实施方式提出的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置，包括特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置主要由传感器模块、信号解调模块和上位机模块组成。如图1所示，装置包括：
压钉1、绕组压板2、压力传感器3、绕组4、耐高温护套光纤传输线5、接口封堵板6、户外铠装光纤传输线7、光纤解调器8、以太网9、工控机10、压紧力评估系统11等组成。
本申请提供的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置的传感器模块，压力传感器3内嵌在绕组压板2中，可实现压钉1对绕组压板2压紧力的监测，由于力的传递作用，绕组压板2与绕组4受力是作用力和反作用力关系，通过监测绕组压板的压紧力，从而实现绕组承受压紧力的实时监测，压力传感器3嵌入在绕组压板2中，压力传感器3为光纤压力传感器，将压力转换成光信号传输出去。压力传感器3采用光纤布拉格光栅FBG设计压力传感器，通过外部结构设计，温度和压力应变的变化会引起光栅纤芯有效折射率与空间折射率调制周期改变，从而使光纤光栅布拉格反射波长对温度和应变敏感响应，通过对光纤光栅的中心波长的解调，由光纤弹光效应和热光效应理论可以推算出温度、应变等参数，同时通过温度对应变的试验测试影响，修正传感器的应变参数测量，实现压力数值的光纤光栅传感的准确测量。
本申请提供的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置的信号解调模块，实现对光纤传输线5中光信号的解调，压力传感器3通过变压器内部耐高温光纤护套5与接口封堵板6的变压器内部侧连接，耐高温光纤护套确保光纤能够承受变压器内部运行温度，同时满足绝缘爬电裕度要求，接口封堵板6另一侧与户外铠装光纤7传输线连接，接口封堵板6为特制光纤对接贯通板，户外铠装光纤传输线7与光纤解调器8连接，光纤解调器8实现对光纤信号解调，转换成压紧力的压力数据。
本申请提供的的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置的上位机模块，光纤解调器8实现压紧力的压力数据通过以太网9传输给-工控机10，工控机10内部安装压紧力评估系统11，通过压紧力评估系统11事先设置的“预警、故障和急停”对应的压紧力限值，当低于相应限值时发出对应的声光信号。
图2为根据本发明优选实施方式的一种特高压解体式变压器绕组压紧力在线监测装置结构示意图。如图2所示，通过传感器模块1对绕组的压紧力进行测量，并将测量的信号发送至信号调解模块2，信号调解模块2将测量的压紧力信号转换为压紧力数据，并将压紧力数据上传至上位机模块。
图3为根据本发明优选实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的方法流程图。如图3所示，一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的方法，方法包括：
优选地，在步骤301：将压力传感器内嵌于绕组压板中，绕组压板压紧绕组，压力传感器用于检测绕组的压紧力，获取压紧力信号。优选地，压力传感器为光纤压力传感器。优选地，压紧力信号为光纤信号。
优选地，在步骤302：通过光纤解调器将压紧力信号转换为压紧力数据，并将压紧力数据发送至工控机。优选地，将压紧力数据发送至工控机，包括：通过以太网，将压紧力数据发送至工控机。
优选地，在步骤303：利用工控机对压紧力数据进行监测。
优选地，还包括：将压紧力数据评估系统将压紧力数据与预先设置的压紧力最低阈值进行比较，当压紧力数据低于压紧力最低阈值时，压紧力数据评估系统发出压紧力预警信号。
本发明优选实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的方法与本发明另一实施方式的用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置相对应，在此不再进行赘述。
特高压解体式变压器输送容量大重要性高；特高压解体式变压器是特高压电网的重要设备之一，在特高压解体式变压器遭受短路电流故障时，变压器内部绕组承受巨大的电动力冲击，如果绕组压紧力不足，内部绕组将发生形变等机械故障，绕组变形严重将导致绝缘损坏，进而由于绝缘强度降低发生破坏性的放电故障，导致特高压解体式变压器停运，引发电网大面积停电。对特高压解体式变压器线圈/绕组的压紧力进行实时监测，当压紧力不足或松动时，将特高压解体式变压器绕组压紧状态对运行人员发出“预警、故障和急停”三个等级信号，可有效解决特高压解体式变压器何时检修、何时停运等难题，进而避免大面积停电带来的经济损失。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。