【研究】变压器绕组热点温度监测中光纤光栅传感器

DQZHAN技术讯：【研究】变压器绕组热点温度监测中光纤光栅传感器

摘 要：电力变压器绕组热点温度的在线测量对于确保其**稳定运行具有重要的意义。本文提出一种基于光纤光栅的绕组热点测温方法，首先简要介绍了测温方法的基本原理，之后对测温系统的结构及关键技术进行了讨论，*后针对不同用户的需求，设计了不同的安装结构，进行了实际测试。实测结果表明，系统能够实时测量绕组温度变化，可为变压器绝缘状况的评估将提供重要依据。

关键词：电力变压器;绕组;热点;光纤光栅;分布式

作者：侯丹1，卫广远1，钱政2，郑敏1(1深圳太辰光通信股份有限公司，广东深圳，518000;2北京航空航天大学，北京，100191)

引言

电力变压器是电力系统中的核心设备之一，其**稳定对于保障电力系统的可靠运行具有重要意义。而温度过高则是造成电力变压器绝缘损坏的主要因素，其中绕组温度的升高将直接影响到变压器的寿命与**运行。因此，变压器绕组热点温度的研究受到国内外学者的广泛关注[1-3]。

目前绕组热点监测普遍采用的方法包括：热模拟测量法、直接测量法和间接计算法。其中：热模拟测量法由于绕组温升过程与模拟过程不尽相同，因而造成测量误差较大，国外电网已基本停用该测温装置[4];间接计算法是依据国际电工委员会的导则进行计算[5-6]，由于导则简化了变压器的热特性分布，因此计算结果只能在某种程度上反映绕组热点的状态。直接测量法则采用在绕组内直接布置测量点的方式进行热点温度的监测，由于是直接测量的结果，因此准确反映了热点温度的变化，但是由于温度传感器的植入，将会引起绕组绝缘特性的变化，且植入点的位置、数量和分布规律等研究，仍然处于探索阶段[7-10]。

到目前为止，常用的绕组热点直接测量系统多是采用光学测温原理，如上世纪80年代开始研究的光纤荧光吸收式测温技术[11]，目前广泛应用于ABB、GE等公司，该方法存在的突出缺点是需要温度校正，而且绝缘处理困难、维护技术比较复杂。光纤半导体吸收式测量技术的优点是结构简单[12]，成本低且便于制作，但是性能受多个因素的影响，测量结果的精度较差。上述两种方法存在的共性问题是不能进行光路复用，当需要多路温度监测时，每一路都要引出自己的光纤，因而极大的限制了其应用空间。

针对目前直接测量法研究过程中存在的问题，本文提出一种新的基于光纤光栅的温度测量方法，用于在线多点监测绕组热点温度的变化。首先简要介绍了光纤光栅测温方法的基本原理，之后对光纤光栅测温系统的整体结构和关键技术进行了分析和讨论，*后介绍了测温系统的实际应用情况。实际