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DQZHAN技術(shù)訊：【研究】變壓器繞組熱點(diǎn)溫度監(jiān)測中光纖光柵傳感器

摘 要：電力變壓器繞組熱點(diǎn)溫度的在線測量對(duì)于確保其**穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。本文提出一種基于光纖光柵的繞組熱點(diǎn)測溫方法，首先簡要介紹了測溫方法的基本原理，之后對(duì)測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，*后針對(duì)不同用戶的需求，設(shè)計(jì)了不同的安裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了實(shí)際測試。實(shí)測結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)測量繞組溫度變化，可為變壓器絕緣狀況的評(píng)估將提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繞組;熱點(diǎn);光纖光柵;分布式

作者：侯丹1，衛(wèi)廣遠(yuǎn)1，錢政2，鄭敏1(1深圳太辰光通信股份有限公司，廣東深圳，518000;2北京航空航天大學(xué)，北京，100191)

引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，其**穩(wěn)定對(duì)于保障電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行具有重要意義。而溫度過高則是造成電力變壓器絕緣損壞的主要因素，其中繞組溫度的升高將直接影響到變壓器的壽命與**運(yùn)行。因此，變壓器繞組熱點(diǎn)溫度的研究受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-3]。

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[4];間接計(jì)算法是依據(jù)國際電工委員會(huì)的導(dǎo)則進(jìn)行計(jì)算[5-6]，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(huì)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[7-10]。

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)[11]，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[12]，成本低且便于制作，但是性能受多個(gè)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(shí)，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(duì)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。首先簡要介紹了光纖光柵測溫方法的基本原理，之后對(duì)光纖光柵測溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析和討論，*后介紹了測溫系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況。實(shí)際