[发明专利]一种基于电力设备红外图像的变压器油位监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器油位监测系统，尤其涉及一种基于红外图像的变 压器油位监测系统。

背景技术

为了保障电网的安全运行，提高供电质量，电力设备的在线监测与安全 预警受到人们的普遍重视。油位是电力变压器的重要监测参数之一，及时发 现油位过低或过高并采取相应措施对于确保电力变压器安全运行具有重要意 义。根据变压器油温比空气温度高的原理，利用红外成像设备可清晰监测到 变压器的油枕内的油位水平。目前大多数的红外检测方法还是采用工作人员 手持红外测温或成像仪器定期对设备进行巡检，耗时费力。近年来出现的远 程图像监控系统，通过固定的红外摄像头来实现定期的巡检，在一定程度上 减少了人力劳动量。然而，红外摄像头必须安装在变压器附近才能有效地获 取油枕红外热图像，其光电转换过程不可避免地会受到周围强电磁场的干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电力设备红外图像的变压器油位监测系 统，该系统可自动在线监测变压器油位，且具有较强的抗电磁干扰能力。

根据上述发明目的，本发明提出了一种基于电力设备红外图像的变压器 油位监测系统，其包括：

第一光学成像装置，其设于变压器的油枕附近；

第二光学成像装置；

光纤传像束，其具有位于第一光学成像装置这一侧的输入端面以及位于 第二光学成像装置这一侧的输出端面；

红外探测器，其设于第二光学成像装置附近；

控制装置，其与所述红外探测器连接；

其中，第一光学成像装置将油枕红外辐射能量场映射到光纤传像束的输 入端面，光纤传像束将所述油枕红外辐射能量场从输入端面传输到输出端面， 所述第二光学成像装置将所述输出端面的油枕红外辐射能量场耦合进所述红 外探测器，所述红外探测器将油枕红外辐射能量场转换为与之对应的光信息， 并传输至控制装置。

本发明所述的基于电力设备红外图像的变压器油位监测系统，其在变压 器的油枕和红外探测器之间设置第一光学成像装置、光纤传像束以及第二光 学成像装置，由于所述光纤传像束可以被设置为较长的传输距离，从而使得 红外探测器不用设置在变压器的油枕附近，以避开强电磁场环境，避免受到 强电磁场干扰；同时，所述第一光学成像装置、光纤传像束以及第二光学成 像装置均为无源光学器件，具有较强的抗电磁干扰能力；因此，本发明所述 的基于电力设备红外图像的变压器油位监测系统整体具有较强的抗电磁干扰 能力。

本发明所述的基于电力设备红外图像的变压器油位监测系统工作时，第 一光学成像装置将油枕红外辐射能量场映射到光纤传像束的输入端面，光纤 传像束将所述油枕红外辐射能量场从输入端面传输到输出端面，所述第二光 学成像装置将所述输出端面的油枕红外辐射能量场耦合进所述红外探测器， 所述红外探测器将油枕红外辐射能量场转换为与之对应的光信息，并传输至 控制装置。由于运行状态下的变压器的油枕会与周围环境出现明显的温度差 异，并且油枕内部有油部分与无油部分也会形成明显的温度差异，油枕红外 辐射能量场与油枕表面的温度场相对应，因此油枕红外辐射能量场对应变压 器的油枕内的油位水平。所述控制装置基于所述光信息分析所述油枕红外辐 射能量场，从而实现变压器油位的自动在线监测。

进一步地，本发明所述的基于电力设备红外图像的变压器油位监测系统 中，所述红外探测器包括：

平面阵列光电转换器，所述第二光学成像装置将所述输出端面的油枕红 外辐射能量场耦合进该平面阵列光电转换器，所述平面阵列光电转换器还将 油枕红外辐射能量场转换为与之对应的电信号；

信号处理单元，其与所述平面阵列光电转换器连接，所述信号处理单元 根据所述电信号生成油枕红外辐射能量场图像；

光电调制单元，其与所述信号处理单元连接，所述光电调制单元将油枕 红外辐射能量场图像转换为与之对应的所述光信息。

上述方案中，所述红外探测器通过平面阵列光电转换器将油枕红外辐射 能量场转换为与之对应的电信号，再通过信号处理单元根据所述电信号生成 油枕红外辐射能量场图像，最后通过光电调制单元将所述油枕红外辐射能量 场图像转换为与之对应的光信息，从而将油枕红外辐射能量场转换为与之对 应的所述光信息。