基于光纖光柵傳感的變壓器繞組溫度檢測(cè)系統(tǒng)
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2．1 傳感器部分
該模塊主要將光纖光柵溫度傳感器粘貼在繞組上來(lái)測(cè)量變壓器繞組的溫度。一般變壓器的繞組溫度的最高點(diǎn)位于繞組中上部，但在這個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量很不方便，因此一般采用繞組的上表面溫度作為變壓器繞組溫度的最高點(diǎn)。由于變壓器的繞組靜止，在其上表面，局部有較大的測(cè)量平面，可以將光纖光柵溫度傳感器粘貼于繞組表面進(jìn)行測(cè)量，傳感器通過(guò)光導(dǎo)纖維導(dǎo)出，這樣既可以避免損壞變壓器，還可以直接感知變壓器繞組的溫度變化，提高測(cè)量的精度。
2．2 調(diào)制解調(diào)部分
該部分主要由BaySpec解調(diào)模塊+增值擴(kuò)展模塊、ASE光源+環(huán)形器、MEMS光開(kāi)關(guān)等部分組成，全光譜的光照和處理反射回來(lái)的光信號(hào)，將數(shù)據(jù)分析校準(zhǔn)轉(zhuǎn)化是這部分的主要任務(wù)。系統(tǒng)解調(diào)模塊采用北京摩爾朗通科技有限公司代理美國(guó)BaySpec公司的Wave Capture型FBG波長(zhǎng)解調(diào)模塊。BaySpec低速模塊具有光譜和峰值兩種數(shù)據(jù)模式。BaySpec FBGA增值擴(kuò)展模塊通過(guò)并口擴(kuò)展訪問(wèn)BaySpec低速波長(zhǎng)解調(diào)模塊得到DPR AM
中的數(shù)據(jù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的RS 232或RS 485接口將數(shù)據(jù)送入用戶PC。
3 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境為VS 2010，軟件系統(tǒng)主要功能如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159392.htm
PC機(jī)接收到下位機(jī)傳上來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，首先要根據(jù)溫度與波長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)公式計(jì)算出實(shí)時(shí)的溫度值，并將此數(shù)值存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于歷史數(shù)據(jù)的查詢。軟件系統(tǒng)繪制了實(shí)時(shí)的溫度曲線，方便觀察者直觀的觀看溫度的變化趨勢(shì)，另外，在高溫報(bào)警模塊利用差分方程對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了趨勢(shì)擬合，能夠得出預(yù)警值，有效的預(yù)防溫度過(guò)高引起的相關(guān)事故。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
測(cè)試中采用恒溫液體槽和國(guó)際二等水銀溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行對(duì)比，其中國(guó)際二等水銀溫度計(jì)每年通過(guò)國(guó)家測(cè)量?jī)x器中心校正一次，恒溫液體槽槽內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)變壓器油，精度可達(dá)到±0．02℃，恒溫槽可進(jìn)行各溫度段的調(diào)節(jié)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。
根據(jù)標(biāo)定的系數(shù)，模擬現(xiàn)場(chǎng)的溫度，最高溫度升至130℃，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
由表1可以看出，光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)所測(cè)得的溫度更加準(zhǔn)確，更加接近物體的真實(shí)溫，可見(jiàn)光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)在溫度的精準(zhǔn)度上完全符合變壓器繞組測(cè)溫的要求。
5 結(jié)語(yǔ)
基于光纖光柵傳感器的溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是為測(cè)量變壓器繞組溫度而設(shè)計(jì)的。由于變壓器的運(yùn)行環(huán)境和使用溫度不同，所以對(duì)變壓器冷卻系統(tǒng)溫度值的確定要在考慮安全運(yùn)行的同時(shí)，盡量做好節(jié)能降耗。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的油溫非常重要。系統(tǒng)采用光纖光柵傳感器作為溫度的測(cè)量單元，絕緣、耐溫，靈敏度高，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、功耗低，對(duì)變壓器繞組測(cè)溫具有良好的應(yīng)用前景。
評(píng)論