[发明专利]一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法及系统

权利要求书

1.一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据测量阶段：在变压器绕组上布置若干个光纤光栅传感器，对所述变压器绕组实施多次短路冲击，获取每个所述光纤光栅传感器的中心波长变化量及温度变化值；

数据处理阶段：基于所述中心波长变化量和所述温度变化值，根据光-力理论转换方程，生成变压器绕组应变；

结果验证阶段：构建用于仿真所述变压器绕组的磁-路-力等效模型，获得理论电磁力以及理论应变，通过计算所述变压器绕组应变与理论应变的误差，验证所述变压器绕组应变的测量准确性。

2.根据权利要求1所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在所述数据测量阶段，将所述光纤光栅传感器绕制于所述变压器绕组的1/4处和/或1/2处，其中，所述光纤光栅传感器的每根光纤搭配4组光栅传感器，布置在绕组同一高度，相隔90°。

3.根据权利要求2所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在所述数据处理阶段，所述光-力理论转换方程的表达式为：

其中，ε_实测为绕组实测辐向应变，Δλ_B表示中心波长试验前后的变化量；λ_B表示传感器中心波长参数，P_e表示有效弹光系数，表示平均应变传递率，ζ表示热光系数，α表示热膨胀系数，ΔT表示温度变化量。

4.根据权利要求3所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在所述结果验证阶段，基于所述变压器绕组，通过设置各部分材料及参数，按照短路冲击试验接线图设置电路模块，并对模型进行细化网格剖分，构建所述磁-路-力等效模型。

5.根据权利要求4所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在所述结果验证阶段，基于所述磁-路-力等效模型，通过获取变压器漏磁通分布规律，依次获取不同时刻、不同位置处的辐向电磁力；

基于胡克定律，根据所述辐向电磁力，获取辐向应变，其中，所述辐向应变用于表示所述理论应变。

6.根据权利要求5所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在获取辐向应变的过程中，基于所述胡克定律，根据所述辐向电磁力，通过获取铜导线的弹性模量，生成所述辐向应变。

7.根据权利要求6所述一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量方法，其特征在于：

在获取辐向应变的过程中，应变到应力的关系式为：

其中，ε_理论表示理论辐向应变；σ表示导线辐向应力；E表示铜导线的弹性模量。

8.一种在多次短路冲击下变压器绕组应变的测量系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于通过在变压器绕组上布置若干个光纤光栅传感器，对所述变压器绕组实施多次短路冲击，获取每个所述光纤光栅传感器的中心波长变化量及温度变化值；

数据处理模块，用于基于所述中心波长变化量和所述温度变化值，根据光-力理论转换方程，生成变压器绕组应变；

结果验证模块，用于通过构建用于仿真所述变压器绕组的磁-路-力等效模型，获得理论电磁力以及理论应变，通过计算所述变压器绕组应变与理论应变的误差，验证所述变压器绕组应变的测量准确性。