DQZHAN技術訊：【研究】變壓器繞組熱點溫度監測中光纖光柵傳感器

摘 要：電力變壓器繞組熱點溫度的在線測量對于確保其**穩定運行具有重要的意義。本文提出一種基于光纖光柵的繞組熱點測溫方法，首先簡要介紹了測溫方法的基本原理，之后對測溫系統的結構及關鍵技術進行了討論，*后針對不同用戶的需求，設計了不同的安裝結構，進行了實際測試。實測結果表明，系統能夠實時測量繞組溫度變化，可為變壓器絕緣狀況的評估將提供重要依據。

關鍵詞：電力變壓器;繞組;熱點;光纖光柵;分布式

作者：侯丹1，衛廣遠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，北京，100191)

引言

電力變壓器是電力系統中的核心設備之一，其**穩定對于保障電力系統的可靠運行具有重要意義。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**運行。因此，變壓器繞組熱點溫度的研究受到國內外學者的廣泛關注[1-3]。

目前繞組熱點監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，國外電網已基本停用該測溫裝置[4];間接計算法是依據國際電工委員會的導則進行計算[5-6]，由于導則簡化了變壓器的熱特性分布，因此計算結果只能在某種程度上反映繞組熱點的狀態。直接測量法則采用在繞組內直接布置測量點的方式進行熱點溫度的監測，由于是直接測量的結果，因此準確反映了熱點溫度的變化，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，且植入點的位置、數量和分布規律等研究，仍然處于探索階段[7-10]。

到目前為止，常用的繞組熱點直接測量系統多是采用光學測溫原理，如上世紀80年代開始研究的光纖熒光吸收式測溫技術[11]，目前廣泛應用于ABB、GE等公司，該方法存在的突出缺點是需要溫度校正，而且絕緣處理困難、維護技術比較復雜。光纖半導體吸收式測量技術的優點是結構簡單[12]，成本低且便于制作，但是性能受多個因素的影響，測量結果的精度較差。上述兩種方法存在的共性問題是不能進行光路復用，當需要多路溫度監測時，每一路都要引出自己的光纖，因而極大的限制了其應用空間。

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，用于在線多點監測繞組熱點溫度的變化。首先簡要介紹了光纖光柵測溫方法的基本原理，之后對光纖光柵測溫系統的整體結構和關鍵技術進行了分析和討論，*后介紹了測溫系統的實際應用情況。實際