變壓器繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測及影響因素研究.pdf

1、在電力系統(tǒng)中，變壓器作為最重要的電力設(shè)備之一，它的正常運(yùn)行關(guān)乎整個(gè)電網(wǎng)的供電可靠性，其壽命與內(nèi)部繞組溫度有著緊密的聯(lián)系。變壓器內(nèi)部繞組溫度是影響變壓器內(nèi)部絕緣的關(guān)鍵因素之一，繞組溫度大小限制著變壓器的負(fù)載大小。變壓器的繞組溫度在線監(jiān)測對變壓器壽命評估和過載調(diào)控具有重要的意義。
　　 論文首先結(jié)合油浸式電力變壓器內(nèi)部繞組的熱量產(chǎn)生過程和發(fā)散過程所表現(xiàn)出的熱特性，分析了變壓器空載和負(fù)載時(shí)損耗的產(chǎn)生機(jī)理，以及它們對變壓器繞組溫度的影響

2、。推導(dǎo)了變壓器繞組的升溫和降溫特性方程，并結(jié)合繞組、鐵芯和變壓器油之間的溫度關(guān)系，給出了三者的升溫降溫特性方程和特性曲線。
　　 其次，結(jié)合目前變壓器繞組溫度在線監(jiān)測和光纖溫度傳感器的研究現(xiàn)狀及變壓器繞組溫度分布在線監(jiān)測的具體要求，選用光纖布拉格光柵溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)對變壓器繞組溫度分布的測量。分析了光纖布拉格光柵的傳感原理、光纖光柵信號(hào)檢測和信號(hào)處理方法，研究了變壓器繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測原理及方法，在實(shí)驗(yàn)室搭建了基于油浸

3、式溫升用試驗(yàn)變壓器的繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測平臺(tái)。
　　 第三，基于搭建的光纖光柵溫度在線監(jiān)測平臺(tái)，利用恒定負(fù)載、變化負(fù)載和強(qiáng)迫油循環(huán)試驗(yàn)來模擬變壓器的繞組發(fā)熱情況，用FBG光纖光柵溫度傳感器和熱電偶對繞組的不同線餅間溫度進(jìn)行了實(shí)時(shí)測量。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：光纖光柵在線監(jiān)測方法與熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)測的測量結(jié)果基本一致，其穩(wěn)定性優(yōu)于熱電偶測溫，對溫度變化的反應(yīng)也比熱電偶迅速。從強(qiáng)迫油循環(huán)試驗(yàn)可知：油在變壓器內(nèi)部的流動(dòng)對光纖光柵產(chǎn)生的

4、應(yīng)力作用不會(huì)影響光纖光柵對溫度的測量。
　　 最后，針對光纖光柵溫度在線監(jiān)測的誤差特性，確定了監(jiān)測過程中的主要影響因素，采用多波長參考的方法克服了F-P濾波器的非線性響應(yīng)帶來的誤差，用多項(xiàng)式擬合法克服了波長的峰值檢測不準(zhǔn)確問題。針對實(shí)驗(yàn)室的電磁干擾、電源部分引入的干擾噪聲和接地回路噪聲等噪聲來源，采用電子線路板、紫銅屏蔽罩、隔離變壓器等設(shè)備和共地等方法來消除干擾對光纖光柵在線監(jiān)測的影響。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上方法可以有效地減小誤差。