一种新型全绝缘光纤温度–磁场双参数传感器

温度与磁场传感技术已广泛应用于电力工业领域,但随着高电场、大范围温度波动以及空间约束等特殊感知场景的出现,如变压器内部温度、磁场的感知,对传感器的研发提出了新要求。该文设计一种新型全绝缘光纤温度–磁场双参数传感器,将光纤光栅与磁光晶体进行集成小型化封装与共光路结构设计,运用光纤光栅的热光效应、磁光晶体的法拉第效应分别感知温度、磁场变化,并设计出实时温度补偿方法以解决磁场测量中温度干扰问题。经测试表明,该传感器具有高空间分辨率与高绝缘可靠性,在15～85℃宽温度区间仍保持着系数为0.998的线性温度响应,可准确测量0.04～50 mT范围内磁场,并在0～10 kHz内表现出出色的动态响应性能,同时所提温度补偿方法将磁场测量相对误差限制至1.78%以下,进而可用于满足电力设备中一些特殊场景下温度–磁场的传感需求。     

内置光纤光栅油浸式变压器的研制EI北大核心CSCD

为了能够直接测量油浸式变压器的内部温度,设计了绕组电磁线内置光纤光栅传感器,并制作了35 kV/4 000 kW变压器样机,在该样机绕组、铁心、撑条、油顶等处成功布置了14根光纤,共218支光纤光栅传感器。绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程中的应力较小,光纤光栅传感器保持了良好的机械强度和测温性能。该样机的绝缘性能试验结果表明,内置光纤光栅传感器对变压器本体绝缘性能无影响;温升试验和长时空载试验验证了内置光纤光栅传感器具有良好的温度传感性能,为变压器内部温度场研究提供了可靠的技术支撑,为变压器的设计验证和寿命周期预测提供了一种新的有效手段。     

500kV变压器套管的压力调整

从乌克兰引进的500kV变压器在我省越来越多，在安装调试和运行维护中会遇到压力的调整工作。下面对500kV变压器套管的压力调整技术问题进行阐述与分析。1套管的技术数据及结构套管的型号为TMTПA－30－500／2000YI，额定电压500kV，额定电流2000A，乌克兰扎布罗热变压器厂制造，重量3620kg。套管的结构如图1，它是封闭式的。为了补偿油随温度变化引起的容积变化，设置一个压力油箱，内部装有补偿元件，以适应由于温度变化而引起的容积变化。内部绝缘是用绝缘油浸纸，并卷成均匀的分层垫层，瓷套中充油。在内部电容屏至连接套作一绝缘抽…     

变压器绕组测温光纤光栅传感器设计及性能测试

为实现油浸式变压器绕组温度的直接测量,设计并制作了预埋光纤光栅传感器的绕组电磁线,对电磁线结构及绕组制作工艺进行了适当的改进,对绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程中的应力状态进行了监测,并对其测温性能进行了测试。结果表明:绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程及线圈绕制过程中光纤光栅传感器受到的应力较小,光纤光栅传感器保持了良好的机械强度和测温性能,其测温线性度>0.99,灵敏度约为10pm/°C,与理论值接近,测量准确度可达到±0.5°C,可满足变压器绕组温度精确测量的要求。     

光纤光栅传感器在变压器多参量智能监测中的应用研究

随着变压器向超高压、大容量、智能化方向发展,现有的监测方法无法准确捕捉变压器运行状态中的潜在故障。基于光纤光栅传感器的原理,提出了一种用于智能变压器多参数监测的光纤光栅温度和油位传感器。对温度传感器和油位传感器进行设计,通过试验分析了所设计传感器的特性,并对试验数据用最小二乘法进行拟合。结果表明,变压器温度与温度传感器波长之间存在良好的线性关系,温度灵敏度为10.275 pm/C,拟合度为0.99765。同时,变压器油位与油位传感器波长也存在良好的线性关系,加压和降压灵敏度分别为4.538nm/MPa和4.638nm/MPa,加压和降压拟合度值分别为0.99956和0.99927,可满足智能变压器多参量的监测要求。     

一种用于高压电气设备局放超声检测的新型EFPI传感器

本文介绍了一种新型结构的光纤EFPI超声传感器，可内置于变压器、GIS等高压电气设备，并用新型结构的光纤EFPI超声传感器在不同温度和不同压强条件下，进行局部放电超声信号的检测。新型传感器采用全石英焊接工艺，在F-P腔上开孔，使绝缘介质进入F-P腔，平衡了石英膜片两侧由于温度和绝缘介质产生的压强差，并在石英膜片内表面上局部镀铝膜，提高膜片内表面的光反射率，提升了传感器的灵敏度。通过用传感器在不同温度、不同距离下进行测试，验证了传感器的温度、频率等性能，为检测高压电气设备内部局部放电提供了一种新的检测方法。     

基于光纤光栅传感技术的变压器温度检测系统

结合目前光纤温度传感器的研究现状,以及变压器内部温度测量的具体要求,设计了一种光纤光栅温度测量的具体方案,选择了合适的硬件,搭建了基于乌溪江电厂油浸式温升用试验变压器的光纤光栅温度测量平台。应用光纤光栅温度传感器对变压器在恒定负载以及变化负载情况下的绕组发热情况进行了测量。实验证明,光纤光栅温度传感器的测量结果准确稳定,对温度的变化反应迅速,能够有效地对变压器内部温度进行测量。     

基于特高频自感知的变压器局部放电检测方法

特高频法检测局部放电有灵敏度高、信噪比高的优点,但对于变压器外置传感器灵敏度低而内置传感器会影响到变压器的实际运行,为此提出将变压器内部器件作为特高频天线感知局部放电产生的特高频电磁信号的自感知检测方法。选取变压器铁芯、高压绕组、高压套管末屏作为特高频天线,对其进行建模并进行特高频自感知检测的仿真研究。对变压器部件的天线特性参数进行仿真计算,结果表明在特高频范围内所选部件均可作为天线进行局部放电检测。对整体变压器进行建模,并仿真计算所选部件在变压器内部对特高频信号的接收特性。仿真结果显示变压器内部器件可对局部放电产生的特高频信号进行良好的感知,起到检测局部放电的作用。在实体变压器进行试验,进一步验证了所提出的局部放电特高频自感知检测的可行性。特高频自感知检测法无需外接传感器,可实现变压器现场局部放电高灵敏度安全性检测。     

电力变压器局部放电超高频电磁波产生机理及传输特性研究

对变压器油-纸板复合绝缘中由局部放电引起的超高频电磁波的传输特性进行了分析,并对电磁波传输的影响因素进行了讨论.研究结果显示:在变压器的油-隔板复合绝缘中,局部放电导致的超高频电磁波在传输时存在衰减,但不会对电磁波的接收产生较大影响.此外,电磁波会因变压器的箱体而发生严重衰减,造成检测灵敏度受到很大程度上的影响,所以在实际测量时应将超高频传感器安装在变压器箱体内部.     

电缆终端应力锥错位缺陷对界面温度及应力分布的影响

电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化，可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响，分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型，并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明：电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位，终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时，终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域，在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高，绝缘界面压力值升高，且安装位置为-2.5mm时绝缘承受的压力值最大；当电缆终端存在安装过盈缺陷时，绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变，电场突变量随着偏移量的增加而增大，在安装位置为+5.0mm时绝缘界面压力值最大，且界面压力突变量增加发生畸变。因此，在电缆终端实际设计安装与运行维护中，额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。     

利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。     

大尺寸油纸绝缘结构空间电场非接触式测量的光学传感器

油纸绝缘结构可靠的绝缘设计对保证电力变压器乃至电网的安全可靠运行至关重要,目前其设计可靠性主要依靠电场仿真计算及简易等效模型下的电场实测校验。对于换流变压器出线装置等大尺寸复杂结构,现有的电场测量手段无法有效应用,难以获得复杂结构内空间电场/电荷特性,对其绝缘设计和校核提出了挑战。基于Kerr电光效应,研发一种可用于大尺寸油纸绝缘结构内部空间电场测量的小型化传感器及相应的测量系统。该传感器内部采用多反射结构有效减小了器身尺寸,并显著提升了测量灵敏度,采用聚砜非金属材料降低了传感器的引入对待测电场的影响,定制化光学元件及合理的内部结构设计保证了其结构的小型化。利用平板电极,对所研制传感器的关键技术性能参数进行试验标定。利用所研发传感器,针对换流变压器阀侧出线装置大尺寸模型,进行直流电压模型内部油中空间电场特性的实验测试。测试结果表明:直流电压下,无论正负极性,随着加压时间的延长,内侧油道油中电场逐渐增加,最大增幅可达118.8%;中间油道同样逐渐增加,但达到稳态时间更短,增幅更小;外侧油道油中电场逐渐降低,最大降幅可达75.0%。该空间电场非接触式光学传感器可为进一步研究油纸绝缘空间电场和电荷分布特性提供新的方法和手段。     

一种特高压直流电压测量装置内部温度的测量方法

多年来,测量高压电器中气体绝缘产品的内部温度一直是比较困难的。文中提出了一种采用荧光余辉光纤传光型温度传感器测量特高压直流电压测量装置内部温度的方法,该方法能够准确测量装置运行时的内部温度。文章重点阐述了该温度传感器选取、传感器埋设方式和布置以及具体的试验方法。该试验方法可以判断特高压直流电压测量装置内部温度的情况,同时也可为测量高压电器中气体绝缘产品的内部温度提供参考。     

基于光纤超声传感器的油纸绝缘局部放电超声波信号特性试验研究

对变压器绝缘进行有效的局部放电在线监测,可及时发现变压器的绝缘缺陷,确保整个电力系统的安全运行。本文采用光纤超声传感器对油中局部放电超声信号在油、绝缘纸板、钢板、绝缘纸钢板组合介质以及铜线圈中传播时,超声波衰减情况、传播速度和波形变化进行了试验研究,结果表明:超声波在油、绝缘纸、钢板以及组合介质中传播时信号强度会衰减,但波形不会变化;铜线圈对超声波影响最大,不仅衰减严重,速度减小,而且波形也会发生畸变。最后在实体变压器中进行了实际测量,取得较好的检测效果。     

变压器绕组热点温度监测中光纤光栅传感器的应用研究

电力变压器绕组热点温度的在线测量对于确保其安全稳定运行具有重要的意义。文章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,最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。     

油浸式变压器光纤温控器

本文中作者介绍了光纤温控器采用光纤光栅测温原理,实现了全数字化的温度测量方式,测量精度可达0.5℃;采用模块化设计,首次实现变压器不停电状态下更换温控仪部件;模拟变压器绕组温升暂态特性,真实测量绕组温度;介绍了基于BP神经网络算法开发变压器温度状态评价方法,实现变压器内部故障预先感知和辅助决策。     

变压器局部放电的测量及评价

变压器内部绝缘的缺陷是引起变压器局部放电的主要原因。局部放电给变压器绝缘带来极大危害。测量局部放电的方法较多，本文着重讨论脉冲电流法及在线监测。     

基于混合放电模型的变压器内部放电联合检测方法研究

随着电力设备运行检测及监测技术的发展,变压器作为关键主设备其设备内部绝缘缺陷的检测成为研究的重点和方向,但是由于变压器内部结构的复杂性、不同绝缘缺陷复现的难度、局部放电信号干扰信号难以辨识等问题,造成目前对于变压器内部不同绝缘缺陷检测、分析及辨识的水平仍然不高。为了探索有效的检测方法,文中开展了针对性的研究工作,基于变压器故障仿真模型,对变压器内部绝缘缺陷的模拟技术开展研究,实现变压器内部缺陷的真实环境下的准确复现,设计了两类变压器故障混合模型,通过基于HFCT、UHF、AE、光学四种传感器的复合信号采集系统,进行变压器局放过程中基于不同信号原理的信号特性研究。同时基于采集信号对不同放电信号特征进行关联性分析,实现多信号特征的综合分析,进一步提高局放信号辨识真确度,研究表明文中所设置的局放复合信号采集系统能准确测量变压器中的局部放电信号,并反映其各类信号的信号特征;通过对比单一局放模型和混合局放模型下局部放电发生时的信号特征、能量分布特征等,为今后的变压器混合局部放电模式识别研究奠定了基础。     

变压器光纤测温装置常见故障及原因分析

正1引言变压器绕组温度过高会影响绕组绝缘,并导致变压器绝缘等级下降,减少变压器的运行寿命。光纤测温装置是变压器产品的一种可选配件,可较真实地测量并显示变压器内部测量点的热点温度,为变压器产品的负荷预测、寿命评估和状态评估提供参考数据。光纤测温装置主要由内部光纤、贯通板及贯通器、贯通器防护罩、外部光纤、光纤测温主机     

500kV变电站35kV电容器组在线监测

采用防偏磁电流传感器对500 kV变电站单台35 kV高压电容器进行独立测量,可提高电容器故障检出率。将在线监测装置的数据采集单元设计在电容器组的高压构架上并采用光电传输技术,可解决数据传输和高压绝缘的技术难题。该监测系统实时监测传感器采集的电压和电流信号,同时对各通道信号进行横向及纵向的比较,可快速检出缺陷电容器并报警。当电容器运行状态变化时,系统自动记录分合闸过程中的暂态波形,为电容器故障提供数据分析功能。实际应用显示:这种500 kV变电站35 kV高压电容器组在线监测装置能在电容器组发生故障前发现其内部缺陷并报警,可作为电容器状态检修的重要手段。