[发明专利]一种电力变压器绕组变形检测装置及方法

说明书

一种电力变压器绕组变形检测装置及方法，装置包括：脉冲激光生成模块、测量光纤、光电转换模块和信息处理模块；脉冲激光生成模块，用于生成设定脉冲宽度的脉冲激光信号；测量光纤贴附设置在变压器绕组导线处，与导线保持同步形变，脉冲激光信号入射测量光纤，返回散射光信号；光电转换模块，用于将返回散射光信号转换为中频电信号；信息处理模块，接收中频电信号，获得布里渊散射谱，计算对应的光纤应变量，判断变压器绕组变形程度。同原有绕组电容量法、短路阻抗法和脉冲频率响应法相比，本发明具有直接测量形变程度、测量精度高、有效性好的优点。不需要对被测变压器进行停电试验，可带电完成检测工作，可实现在线实时监测。

技术领域

本发明属变压器技术领域，尤其涉及一种电力变压器绕组变形检测方法及装置。

背景技术

随着工业和经济的不断发展，人们对电力能源的要求越来越高，优质可靠的供电构成现代社会正常运转的基础。电力变压器作为电力系统中输、配电的关键设备，担负着系统电能传递的重要任务，尤其是大型高压电力变压器更是处于系统的枢纽位置，它们的运行可靠性也将直接影响电力系统的安全与稳定。

目前变压器绕组变形检测主要有绕组电容量法、短路阻抗法和脉冲频率响应法，但是以上方法均采用电气量检测方式，通过检测变压器绕组的电容、电感和阻抗等参数推断绕组是否变形和变形程度，检测精度较低，无法检测较小变形，误判漏判风险较大。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，即电力变压器绕组变形无法准确实时检测的问题，本发明的目的在于，提供一种电力变压器绕组变形检测方法和装置。

本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面公开了一种电力变压器绕组变形检测装置，包括：脉冲激光生成模块、测量光纤、光电转换模块和信息处理模块；脉冲激光生成模块，用于生成设定脉冲宽度的脉冲激光信号；测量光纤贴附设置在变压器绕组导线处，与导线保持同步形变，脉冲激光信号入射测量光纤，返回散射光信号；光电转换模块，用于将返回散射光信号转换为中频电信号；信息处理模块，接收中频电信号，获得布里渊散射谱，计算对应的光纤应变量，判断变压器绕组变形程度。

优选地，脉冲激光生成模块包括：可控激光源和激光调制单元；所述可控激光源用于输出设定频率的激光信号；所述激光调制单元用于对可控激光源输出的设定频率的激光信号进行调制，输出设定脉冲宽度的脉冲激光信号。

优选地，所述激光调制单元包含光波脉冲调制器和掺铒光纤放大器；光波脉冲调制器用于将可控激光源输出连续的光信号转化为脉冲信号，掺铒光纤放大器用于对激光功率进行放大。

优选地，所述测量光纤放置于包好绝缘材料的导线宽面中央，测量光纤与导线宽面应贴附，测量光纤外部设置有用于包裹固定的绝缘材料。

优选地，所述测量光纤采用单模光纤，表面包裹聚四氟乙烯材料绝缘护套，用于光纤防护。

优选地，所述光电转换模块包括：光电探测器、微波混频单元和模数转换器；光电探测器，用于将返回散射光信号转化为对应频率电信号；微波混频单元与光电探测器相连接，用于对光电探测器产生的高频信号进行混频；模数转换器与微波混频单元相连接，用于对微波混频单元产生的模拟信号进行采样，转换为数字信号。

优选地，所述微波混频单元包括前置信号放大器、微波震荡源和低通滤波器；前置信号放大器用于对光电探测器产生的对应频率电信号进行功率放大；微波震荡源用于输出设定频率的正弦信号，在混频器中和测量信号进行混频，最后通过低通滤波器得到处理后的信号。

优选地，测量光纤外端与光纤耦合器链接，所述光纤耦合器将测量光纤的输入光信号和输出光信号进行耦合，实现光信号的合路/分路。

本发明的第二方面提供了一种使用所述电力变压器绕组变形检测装置的电力变压器绕组变形检测方法，包括以下步骤：

步骤1，将设定频率的激光信号调制为设定脉冲宽度的脉冲激光信号，射入测量光纤中；