1.1产品介绍

变压器光纤测温系统是一款专为变压器温度监测而设计的先进设备,旨在实时、精准地获取变压器关键部位的温度数据,保障变压器安全、稳定运行。变压器作为电力传输和分配的核心设备,运行时内部产生热量,若温度过高,会加速绝缘老化,增加故障风险,甚至引发火灾,造成大面积停电。本系统利用光纤传感技术,有效解决传统测温方式在高压、强电磁环境下的局限性,为变压器的可靠运行提供有力支持。

系统主要功能包括:实时监测变压器绕组、铁芯、油温等关键部位的温度:自动记录和存储历史温度数据,便于后续查询和分析:具备智能报警功能,当温度超过预设值时,及时发出声光报警,并通过短信、邮件等方式通知运维人员:数据处理软件提供直观的界面,展示温度变化趋势,方便用户全面了解变压器运行状态。

1.2工作原理

1.2.1荧光光纤测温原理

系统中的荧光光纤传感器内含有特殊荧光材料。当特定波长的光照射到荧光材料时,材料中的电子吸收光子能量,从低能级跃迁到高能级。在电子从高能级返回低能级的过程中,会以荧光形式释放能量。荧光的特性,如强度、寿命等,与环境温度密切相关,温度变化会导致荧光特性改变。系统通过高精度检测设备,精确测量荧光相关参数,利用预先建立的温度与荧光特性对应关系模型,经过复杂信号处理和算法计算,得出准确温度值。这种测温方式响应速度快、精度高,能及时反映变压器内部温度变化。

1.2.2光纤光栅测温原理

光纤光栅是在光纤内部形成的周期性结构,其折射率沿光纤轴向呈周期性变化。当温度变化时,光纤光栅的几何尺寸和折射率相应改变,导致反射波长发生漂移。系统检测装置精确测量反射波长变化量,结合已知的波长-温度变化关系,经简单计算得到温度变化值。光纤光栅测温技术稳定性好,可实现多点分布式测量,满足变压器不同部位的温度监测需求。

1.3系统组成

1.3.1光纤光栅温度传感

光纤光栅是一种光学无源器件,由于其具有质量轻、体积小、抗电 磁干扰、耐腐蚀以及传感测量的准确度高等优良特性,现已广泛应用于不 同结构表面或内部的温度测量,安装方式有表面安装、埋入等,主要应用 于隧道消防、开关柜测温、埋入式测温等,也被广泛应用在桥梁、大坝、 海洋石油平台、输油输气管道等大型结构及建筑,以及电力、军工、消 防、矿业、航空航天等领域大型设施或设备的精确测温。 光纤光栅作为一种传感测量元件,当外界环境温度发生变化时,光纤光栅会产生一定的应变,这将引起光纤光栅的周期和光栅折射率的变化,从而使得进入光纤光栅中被反射的光的波长发生一定的漂移,通过光纤光栅解调仪可以将光的波长变化的上传至上位机软件,上位机软件会将波长的变化转换为温度的变化并反馈给用户,实现对温度的实时监测。

1.3.2光纤光栅解调仪

光纤光栅解调仪是一款通过扫描光谱进行解调的光纤光栅解调模块。其采用动态扫描窄带半导体激光器作为光源,可在40nm的范围内进行高分辨率的光纤光栅解调,可用于温度、应力、应变、位移等的实时在线监测,具有很高的可靠性和温度稳定性。

1.3.3测温系统

光根据客户需求,需要同时监测4台电力变压器的绕组温度,每台变压器有9个测温点,共计为36个测温点。一台光纤光栅解调仪有8个通道,可同时监测8串温度传感器,根据客户需求,每串温度传感器上可以布置9个测温点,一台解调仪便可以满足客户36个测温点的需求,除此之外解调仪还预留了4个通道,可以再增加4串传感器,方便客户后期增加测温点时使用

1.4技术参数

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