徐超峰 張航 胡昌師 王牌

【摘 ?要】為實(shí)現(xiàn)油浸式變壓器繞組的直接測量，設(shè)計(jì)一種光纖光柵溫度傳感器，并進(jìn)行預(yù)埋式安裝。通過變壓器溫升試驗(yàn)進(jìn)行測試，試驗(yàn)表明：光纖光柵傳感器可實(shí)現(xiàn)變壓器繞組的直接測量，且具有抗電磁干擾、高度絕緣、耐腐蝕、溫度精度高等特點(diǎn)，滿足變壓器狀態(tài)監(jiān)測要求。

【關(guān)鍵詞】光纖光柵;變壓器;繞組;

Abstract：for the direct measurement of the realization of oil immersed transformer winding，design optical fiber grating temperature sensor，and preburied installation.Through the transformer temperature rising test，it shows that the fiber grating sensor can realize direct measurement of transformer windings，and has anti electromagnetic interference，high insulation，corrosion resistance，temperature higher accuracy，meeting the requirements of condition monitoring of transformer.

Keywords：Fiber Bragg grating，transformer，winding;

0 引言

電力變壓器是輸變電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，它直接關(guān)系到電網(wǎng)能否安全高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，變壓器的絕緣能力決定變壓器的壽命，而變壓器運(yùn)行時的繞組溫度是影響絕緣能力的主要因素[變壓器繞組測溫光纖光柵傳感器設(shè)計(jì)及性能測試--].為了保障變壓器運(yùn)行的安全可靠，延長變壓器的使用壽命，在變壓器運(yùn)行過程中，需要對變壓器繞組的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

目前繞組熱點(diǎn)監(jiān)測普遍采用的方法包括：熱模擬測量法"直接測量法和間接計(jì)算法！其中：熱模擬測量法由于繞組溫升過程與模擬過程不盡相同，因而造成測量誤差較大，國外電網(wǎng)已基本停用該測溫裝置;間接計(jì)算法是依據(jù)國際電工委員會的導(dǎo)則進(jìn)行計(jì)算，由于導(dǎo)則簡化了變壓器的熱特性分布，因此計(jì)算結(jié)果只能在某種程度上反映繞組熱點(diǎn)的狀態(tài)。直接測量法則采用在繞組內(nèi)直接布置測量

點(diǎn)的方式進(jìn)行熱點(diǎn)溫度的監(jiān)測，由于是直接測量的結(jié)果，因此準(zhǔn)確反映了熱點(diǎn)溫度的變化，但是由于溫度傳感器的植入，將會引起繞組絕緣特性的變化，且植入點(diǎn)的位置"數(shù)量和分布規(guī)律等研究，仍然處于探索階段。

到目前為止，常用的繞組熱點(diǎn)直接測量系統(tǒng)多是采用光學(xué)測溫原理，如上世紀(jì)80年代開始研究的光纖熒光吸收式測溫技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于ABB、GE等公司，該方法存在的突出缺點(diǎn)是需要溫度校正，而且絕緣處理困難、維護(hù)技術(shù)比較復(fù)雜。光纖半導(dǎo)體吸收式測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但是性能受多個因素的影響，測量結(jié)果的精度較差！上述兩種方法存在的共性問題是不能進(jìn)行光路復(fù)用，當(dāng)需要多路溫度監(jiān)測時，每一路都要引出自己的光纖，因而極大的限制了其應(yīng)用空間。

針對目前直接測量法研究過程中存在的問題，本文提出一種新的基于光纖光柵的溫度測量方法，用于在線多點(diǎn)監(jiān)測繞組熱點(diǎn)溫度的變化！

1 光纖測溫原理

試驗(yàn)電壓是高壓側(cè)28kv，電流從15.7A緩慢升高到17.3A。一天內(nèi)溫度變化，記錄變壓器高壓側(cè)繞組溫度、低壓側(cè)繞組溫度及底層油溫、頂層油溫變化。其中，油溫為傳統(tǒng)電子測量方式。測量數(shù)據(jù)如圖8所示，數(shù)據(jù)對比看出，變壓器繞組高壓側(cè)溫度整體比低壓側(cè)溫度高，變壓器底層油溫變化較小，頂層油溫變化相對較大，且底層油溫與低壓側(cè)繞組溫度較接近。

5 結(jié)束語

本文用光纖傳感的技術(shù)針對變壓器繞組溫度測量進(jìn)行探索研究，介紹了傳感器的安裝工藝，并實(shí)際在變壓器繞組上進(jìn)行溫升試驗(yàn)，運(yùn)行數(shù)據(jù)分析表明，光纖測溫可以良好的反應(yīng)了變壓器繞組的溫升變化。

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