监测装置及具有该监测装置的变压器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种变压器及其监测装置。其中，该变压器监测装置包括：光源、分布式光纤传感器和处理装置；其中，所述光源用于向所述分布式光纤传感器提供入射光；所述分布式光纤传感器用于与变压器的绕组相连接，以接收反射回的所述绕组的形变量光信号；所述处理装置与所述分布式光纤传感器相连接，用于接收所述形变量光信号，并根据所述形变量光信号确定所述绕组的形变量。本发明的变压器监测装置将分布式光纤传感器与绕组相连接，通过分布式光纤传感器接收反射回的绕组的形变量光信号，并通过处理装置根据形变量光信号确定绕组的形变量，有效的监测了变压器的绕组。
【专利说明】
监测装置及具有该监测装置的变压器
技术领域
[0001]本发明涉及变压器监测领域，具体而言，涉及一种变压器及其监测装置。
【背景技术】
[0002]由电磁线绕制成的变压器绕组，当变压器发生外部短路后，短路电流流经变压器绕组产生的电动力将导致绕组形变，对于抗短路能力不足的变压器，短路电流可能导致变压器绕组发生较大变形，进而使绝缘破坏，发生击穿放电。目前，检测变压器绕组的变形情况的方法是对变压器进行放油，打开油箱由人工对绕组进行检测。可以看出，该种检测方式势必要停产，影响工作的正常进行，此外，该种检测方式不能及时的发现变压器绕组的变形情况，对潜在的事故危险不能及时处理。
【发明内容】
[0003]鉴于此，本发明提出了一种变压器监测装置，旨在解决不能对绕组的形变进行实时监测而导致安全隐患的问题。本发明还提出了一种变压器。
[0004]—个方面，本发明提出了一种变压器监测装置，该装置包括:光源、分布式光纤传感器和处理装置;其中，所述光源用于向所述分布式光纤传感器提供入射光;所述分布式光纤传感器用于与变压器的绕组相连接，以接收反射回的所述绕组的形变量光信号；所述处理装置与所述分布式光纤传感器相连接，用于接收所述形变量光信号，并根据所述形变量光信号确定所述绕组的形变量。
[0005]进一步地，上述变压器监测装置中，所述处理装置包括:波长解调仪和控制器；其中，所述波长解调仪与所述分布式光纤传感器相连接，用于接收反射回的所述绕组的形变量光信号，并将所述形变量光信号转换为形变量电信号;所述控制器与所述波长解调仪相连接，用于接收所述形变量电信号，并根据所述形变量电信号确定所述绕组的形变量。
[0006]本发明的变压器监测装置将分布式光纤传感器与绕组相连接，通过分布式光纤传感器接收反射回的绕组的形变量光信号，并通过处理装置根据形变量光信号确定绕组的形变量，实时的监测了绕组，使工作人员可以实时了解绕组的形变情况，对达到形变极限的绕组进行及时更换，避免了由于绕组的变形而造成的生产事故。
[0007]另一方面，本发明还提出了一种变压器，设置有如根据本发明一个方面所述的变压器监测装置。
[0008]进一步地，上述变压器中，所述分布式光纤传感器连接于变压器的绕组的外表面，用于接收反射回的所述绕组的形变量信号；所述处理装置用于接收所述绕组的形变量信号，并根据绕组的形变量信号确定绕组的形变量。
[0009]进一步地，上述变压器中，所述分布式光纤传感器沿所述绕组的周向均匀分布;或所述分布式光纤传感器沿所述绕组的周向整周设置。
[0010]进一步地，上述变压器中，各所述分布式光纤传感器与所述绕组的外表面粘贴连接。[0011 ] 进一步地，上述变压器中，还包括:绝缘层;其中，所述绝缘层罩设于所述分布式光纤传感器。
[0012]进一步地，上述变压器中，还包括:接口板；其中，所述接口板连接于变压器的油箱;所述接口板设置有多个光纤接口，各所述光纤接口的一端与各所述分布式光纤传感器一一对应地连接，另一端均与所述处理装置相连接。
[0013]进一步地，上述变压器中，所述绝缘层为绝缘纸。
[0014]进一步地，上述变压器中，还包括:套管;其中，所述套管套设于所述分布式光纤传感器的外部。
[0015]由于变压器监测装置具有上述效果，所以具有该变压器监测装置的变压器也具有相应的技术效果。
【附图说明】
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0017]图1为本发明实施例提供的变压器监测装置的结构框图；
[0018]图2为本发明实施例提供的变压器监测装置中，处理装置的结构框图；
[0019]图3为本发明实施例提供的变压器中，分布式光纤传感器分布的示意图；
[°02°]图4为本发明实施例提供的变压器中，分布式光纤传感器分布的又一不意图；
[0021]图5为本发明实施例提供的变压器中，各光纤接口圆周分布的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0023]监测装置实施例:
[0024]参见图1，图1为本发明实施例提供的变压器监测装置的结构框图。如图所示，该变压器监测装置包括:光源1、分布式光纤传感器2和处理装置3。其中，
[0025]光源I用于向分布式光纤传感器2提供入射光。具体实施时，光源I可以选择为宽带光源，宽带光源可以提供宽频段和低偏振度的高功率稳定光源，当然，也可以选择本领域技术人员所熟知的其他高功率稳定光源，本实施例对其不做任何限定。
[0026]分布式光纤传感器2用于与变压器的绕组相连接，以接收反射回的绕组的形变量光信号。具体实施时，分布式光纤传感器2的外侧还可以套设有套管，套管用于保护分布式光纤传感器2，套管可以为塑料套管，也可以橡胶套管。需要说明的是，套管也可以选择为本领域技术人员熟知的耐热绝缘功能的材料制作，本实施例对其不做任何限定。
[0027]处理装置3与分布式光纤传感器2相连接，用于接收形变量光信号，并根据形变量光信号确定绕组的形变量。处理装置3能够根据形变量光信号与形变量之间的关系经过运算处理后确定绕组的形变量。
[0028]监测时，光源I将入射光照射入分布式光纤传感器2，分布式光纤传感器2传输光信号，并反射形变量光信号，当绕组发生形变时，必定会引起分布式光纤传感器2反射的形变量光信号发生变化，处理装置3接收形变量光信号，并根据接收的形变量光信号与形变量之间的关系经过运算处理后确定绕组的形变量。具体实施时，可以根据反射的绕组的光的波长的变化来确定绕组的形变量，当然，也可以根据本领域技术所熟知的光的其他参数的变化来确定绕组的形变量，本实施例对其不做任何限定。需要说明的是，根据光波长及其他参数的变化来确定绕组的形变量的方法为本领域技术人员所公知，故不赘述。
[0029]当变压器发生外部短路时，会导致绕组发生变化，会导致变压器故障，变压器停止运行，本实施例中的监测装置与变压器的绕组相连接，进而能够实时监测绕组的形变情况，使工作人员可以实时了解绕组的形变情况，对达到形变极限的绕组进行及时更换，避免了由于绕组的变形而造成的生产事故。
[0030]参见图2，上述实施例中的处理装置3可以包括波长解调仪4和控制器5。其中，波长解调仪4与分布式光纤传感器2相连接，用于接收反射回的绕组的形变量光信号，并将形变量光信号转换为形变量电信号;控制器5与波长解调仪4相连接，用于接收形变量电信号，并根据形变量电信号确定绕组的形变量。具体实施时，控制器可以选择单片机等处理器。
[0031]综上，本实施例将分布式光纤传感器与绕组相连接，通过分布式光纤传感器接收反射回的绕组的形变量光信号，并通过处理装置根据形变量光信号确定绕组的形变量，有效的监测了变压器的绕组。
[0032]变压器实施例:
[0033]本发明实施例还提供了一种变压器，该变压器设置有上述任一实施例中的变压器监测装置。其中，变压器监测装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
[0034]本实施例通过设置有变压器监测装置，能够实时监测变压器的绕组的形变情况，使工作人员可以实时了解绕组的形变情况，对达到形变极限的绕组进行及时更换，避免了由于绕组的变形而造成的生产事故。
[0035]上述实施例中，分布式光纤传感器2可以连接于变压器的绕组的外表面，用于接收反射回的绕组的形变量信号;处理装置3用于接收绕组的形变量信号，并根据绕组的形变量信号确定绕组的形变量。
[0036]监测变压器的绕组时，光源I将入射光照射进入分布式光纤传感器2，分布式光纤传感器2传输光信号，并反射形变量光信号，当绕组发生形变时，必定会引起分布式光纤传感器2反射的形变量光信号发生变化，处理装置3接收与绕组相关的形变量光信号，并根据形变量光信号与形变量之间的关系经过运算处理后确定绕组的形变量。
[0037]图3示出了分布式光纤传感器分布的一种优选示意图。如图所示，分布式光纤传感器2可以为多根，各分布式光纤传感器2沿绕组的周向均匀分布在绕组的线匝8的外表面，具体实施时，在绕组的各个线匝8的外表面可以都设置有分布式光纤传感器2，也可以在指定的某几个线阻8的外表面设置有分布式光纤传感器2，也可以在一个线阻8的外表面可以周向均匀设置多根分布式光纤传感器2。
[0038]本实施例通过分布式光纤传感器2可以反射绕组幅向形变量光信号，处理装置3根据接收到的幅向形变量光信号确定绕组的幅向形变。并且分布式光纤传感器2设置为多个，增加了采集绕组的位置，提高了采集绕组形变量的效率，从而有效的监测了绕组的幅向形变量，并很好的保护了变压器。
[0039]图4示出了分布式光纤传感器分布的另一种优选示意图。如图所示，分布式光纤传感器2为一根，且沿绕组的周向整周设置。具体实施时，在绕组的各个线匝8的外表面可以都设置有分布式光纤传感器2，也可以在指定的线匝8的外表面设置有分布式光纤传感器2，分布式光纤传感器2可以反射线匝一周的所有位置的幅向形变量光信号，处理装置3根据接收到的幅向形变量光信号确定绕组该周的所有位置的幅向形变，从而可以更好地实时监测绕组。
[0040]上述实施例中，各分布式光纤传感器2与绕组的外表面粘贴连接。具体实施时，可以通过胶将各分布式光纤传感器2粘贴在绕组的外表面，进一步的，通过耐热绑线将分布式光纤传感器2和绕组的外表面绑设于一起，使得各分布式光纤传感器2牢固的分布于绕组的外表面。为了保护分布式光纤传感器2，可以在绑设的位置设置有绝缘纸，将绝缘纸覆盖于绑设的位置处的分布式光纤传感器2，防止了耐热绑线的拉力将分布式光纤传感器2折断的问题。
[0041 ] 上述实施例中，该变压器还可以包括绝缘层，其中，绝缘层罩设于分布式光纤传感器2。具体实施时，绝缘层可以为绝缘纸。绝缘层与分布式光纤传感器2通过胶的粘力一起粘贴在绕组的线匝的外表面，并且绝缘层覆盖住分布式光纤传感器2，有效的保护了分布式光纤传感器2。
[0042]上述实施例中，变压器还包括接口板6。其中，接口板6连接于变压器的油箱，具体实施时，接口板6与变压器的油箱密封连接。接口板6设置有多个光纤接口 7，各光纤接口 7的一端与各分布式光纤传感器2—一对应地连接，另一端均与处理装置3相连接。
[0043]通过这样的设置，可以有序的管理各分布式光纤传感器，解决了各分布式光纤传感器在工作过程中的相互缠绕的问题，从而有利的保护了分布式光纤传感器。需要说明的是，光纤接口的类型多样，可以根据实际情况选择合适类型的光纤接口，本实施例对此不做任何限定。
[0044]参见图5，上述实施例中，各光纤接口7呈圆周分布。通过这样的设置使得各光纤接口7整理有序，提高了使用效率，按照实际情况，可以在各光纤接口7标上文字说明，例如光纤接口所连接的光纤传感器监测的是绕组的哪个位置，使得工作起来比较方便。
[0045]综上，本实施例将分布式光纤传感器与变压器的绕组相连接，通过分布式光纤传感器接收反射回的绕组形变量光信号，并通过处理装置根据形变量光信号确定绕组的形变量，从而能够确定变压器中的绕组是否发生变形，有效的保护了变压器。
[0046]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种变压器监测装置，其特征在于，包括:光源(I)、分布式光纤传感器(2)和处理装置(3);其中， 所述光源(I)用于向所述分布式光纤传感器(2)提供入射光； 所述分布式光纤传感器(2)用于与变压器的绕组相连接，以接收反射回的所述绕组的形变量光信号； 所述处理装置(3)与所述分布式光纤传感器(2)相连接，用于接收所述形变量光信号，并根据所述形变量光信号确定所述绕组的形变量。2.根据权利要求1所述的变压器监测装置，其特征在于，所述处理装置(3)包括:波长解调仪(4)和控制器(5);其中， 所述波长解调仪(4)与所述分布式光纤传感器(2)相连接，用于接收反射回的所述绕组的形变量光信号，并将所述形变量光信号转换为形变量电信号； 所述控制器(5)与所述波长解调仪(4)相连接，用于接收所述形变量电信号，并根据所述形变量电信号确定所述绕组的形变量。3.—种变压器，其特征在于，设置有如权利要求1至2中任一项所述的变压器监测装置。4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述分布式光纤传感器(2)连接于变压器的绕组的外表面，用于接收反射回的所述绕组的形变量信号； 所述处理装置(3)用于接收所述绕组的形变量信号，并根据绕组的形变量信号确定绕组的形变量。5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于， 所述分布式光纤传感器(2)沿所述绕组的周向均匀分布;或 所述分布式光纤传感器(2)沿所述绕组的周向整周设置。6.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，各所述分布式光纤传感器(2)与所述绕组的外表面粘贴连接。7.根据权利要求3至7中任一项所述的变压器，其特征在于，还包括:绝缘层;其中， 所述绝缘层罩设于所述分布式光纤传感器(2)。8.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，还包括:接口板(6);其中， 所述接口板(6)连接于变压器的油箱； 所述接口板(6)设置有多个光纤接口，各所述光纤接口的一端与各所述分布式光纤传感器(2)—一对应地连接，另一端均与所述处理装置(3)相连接。9.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述绝缘层为绝缘纸。10.根据权利要求3— 9任一所述的变压器，其特征在于，还包括:套管；其中，所述套管套设于所述分布式光纤传感器(2)的外部。
【文档编号】H01F27/40GK106091968SQ201610390756
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610390756.0, CN 106091968 A, CN 106091968A, CN 201610390756, CN-A-106091968, CN106091968 A, CN106091968A, CN201610390756, CN201610390756.0
【发明人】赵志刚, 李金忠, 高飞, 申泽军, 仇宇舟, 关键昕, 赵晓宇, 徐征宇
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司