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，它的正常運行關(guān)乎整個電網(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載時損耗的產(chǎn)生機理，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、光纖光柵信號檢測和信號處理方法，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，在實驗室搭建了基于油浸

3、式溫升用試驗變壓器的繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測平臺。
　　 第三，基于搭建的光纖光柵溫度在線監(jiān)測平臺，利用恒定負載、變化負載和強迫油循環(huán)試驗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行了實時測量。從試驗結(jié)果可以看出：光纖光柵在線監(jiān)測方法與熱電偶實時監(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。從強迫油循環(huán)試驗可知：油在變壓器內(nèi)部的流動對光纖光柵產(chǎn)生的

4、應(yīng)力作用不會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，用多項式擬合法克服了波長的峰值檢測不準確問題。針對實驗室的電磁干擾、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。通過實驗驗證了以上方法可以有效地減小誤差。