基于光纖光柵傳感的變壓器繞組溫度檢測系統(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測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，但在這個位置進(jìn)行測量很不方便，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)行測量，傳感器通過光導(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光開關(guān)等部分組成，全光譜的光照和處理反射回來的光信號，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BaySpec公司的Wave Capture型FBG波長解調(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)展模塊通過并口擴(kuò)展訪問BaySpec低速波長解調(diào)模塊得到DPR AM
中的數(shù)據(jù)，通過簡單的RS 232或RS 485接口將數(shù)據(jù)送入用戶PC。
3 軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件開發(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.biyoush.com/article/159392.htm
PC機(jī)接收到下位機(jī)傳上來的實(shí)時數(shù)據(jù)后，首先要根據(jù)溫度與波長的對應(yīng)公式計算出實(shí)時的溫度值，并將此數(shù)值存入數(shù)據(jù)庫，以便于歷史數(shù)據(jù)的查詢。軟件系統(tǒng)繪制了實(shí)時的溫度曲線，方便觀察者直觀的觀看溫度的變化趨勢，另外，在高溫報警模塊利用差分方程對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了趨勢擬合，能夠得出預(yù)警值，有效的預(yù)防溫度過高引起的相關(guān)事故。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
測試中采用恒溫液體槽和國際二等水銀溫度計來進(jìn)行對比，其中國際二等水銀溫度計每年通過國家測量儀器中心校正一次，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，光纖光柵測溫系統(tǒng)所測得的溫度更加準(zhǔn)確，更加接近物體的真實(shí)溫，可見光纖光柵測溫系統(tǒng)在溫度的精準(zhǔn)度上完全符合變壓器繞組測溫的要求。
5 結(jié)語
基于光纖光柵傳感器的溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)是為測量變壓器繞組溫度而設(shè)計的。由于變壓器的運(yùn)行環(huán)境和使用溫度不同，所以對變壓器冷卻系統(tǒng)溫度值的確定要在考慮安全運(yùn)行的同時，盡量做好節(jié)能降耗。實(shí)時監(jiān)測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量單元，絕緣、耐溫，靈敏度高，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、功耗低，對變壓器繞組測溫具有良好的應(yīng)用前景。
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