[发明专利]一种用于变压器状态检测多参量传感的光纤绝缘纸簇系统

说明书

本发明提供一种用于变压器状态检测多参量传感的光纤绝缘纸簇系统，涉及高电压绝缘技术领域，包括：多根分布式传感裸光纤、耐高温光纤并带黏结层与隔离层，以及变压器绕组导线上配套的安装槽；多根所述分布式传感裸光纤，用于分布式传感表征变压器状态的多种物理参量；所述耐高温光纤并带黏结层与隔离层，用于黏结与固定每圈按照圆柱体缆状并排布置的多根所述分布式传感裸光纤，并用圆环体隔离层分隔多圈层排列的分布式传感裸光纤；多根所述分布式传感裸光纤通过所述耐高温光纤并带黏结层与隔离层整体构成光纤绝缘纸簇；变压器绕组导线上配套的所述安装槽，用于放置所述光纤绝缘纸簇。本发明能够实现变压器的多参量带电状态监测与诊断。

技术领域

本发明涉及高电压绝缘技术领域，具体地，尤其涉及一种用于变压器状态检测多参量传感的光纤绝缘纸簇系统。

背景技术

变压器作为电力系统中的枢纽设备，在运行过程中易遭受热性、电性和机械性应力以及其他应力的共同作用导致失效或故障，能造成停电以及设备资产的重大损失，并且危害环境甚至危及人身安全。变压器因安装隐患、绝缘缺陷与劣化、冲击及过负荷等原因导致的局部过热、绕组温升和变形等问题，需要及时检测及预警，对变压器运行容量的动态评估也需要实时准确的状态检测。因绝缘和密封要求，变压器的状态检测基本采用外部间接检测方式，传感位置远离信号源，难以及时发现、准确定位与预警缺陷；在高负荷地区，存在变压器动态容量评估的需求，需要对变压器运行状态进行直接检测，确切得知何时更换老旧变压器，取得良好的经济效益，保证变压器安全运行具有重要意义。

大部分变压器的损坏是因其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的最主要因素是变压器运行时的绕组热点温度。油浸式电力变压器运行时变压器内部有空载损耗和负载损耗。这些损耗转变为热量，热量的一部分用来提高绕组、铁芯及结构件的温度，绕组和铁芯向变压器油散出热量，使变压器油的温度逐渐提高。因此变压器的使用寿命常常取决于承受最高温度处绝缘材料的寿命。在80～140℃的温度区间，变压器绝缘所遭受的温度每上升6℃，其老化率增倍而寿命减半。一旦绕组热点温度超过140℃，将危及变压器的正常运行。目前间接测量法，应用最为广泛的是IEEE Std C57.91和IEC354标准中推荐的热点温度计算模型以及国标 GB/T15164推荐的电力变压器绕组温度模拟计算模型。热点温度由环境温度，顶油或底油温度以及绕组热点对油的温差来计算得到，针对不同负载情况采用不同的负载系数进行修正，对于不同的冷却方式则采用相应的绕组指数和油指数进行修正。但是由于变压器绕组温度测量中干扰因素较多，标准中的热点模型无法覆盖所有影响因素，在实际测量中还需对模型中公式做较为复杂的对比修改。

除了对变压器的温度检测，变压器的绕组变形也是衡量变压器健康状态的重要参数。目前，国内外使用较多的绕组变形检测技术主要有短路阻抗法、频响分析法、扫频阻抗法和振动分析法。短路阻抗法是通过测量工频电压下的短路阻抗的来作为判断绕组是否已发生变形的依据，短路阻抗法可以实现在线监测，但灵敏度较低、测试时间长、误判率较高，还需要与其他方法配合使用。频率响应法(FRA)是从低压脉冲法(LVI)发展而来的，低压脉冲法(LVI)由波兰的Lech和Tyminski提出于1966年提出，当频率超过1kHz时，变压器绕组的铁芯基本上不起作用，可视为一个由线性的电阻、电感及电容等分布参数构成的无源线性双端口网络。绕组发生机械变形后势必会引起网络分布参数的变化，从而使绕组对低压脉冲的响应发生变化。频响法的测试结果容易受到不确定因素的影响，且缺少统一的诊断判据，其诊断结果尚有不确定性。扫频分析法由刘有为等人于2009年提出，通过结合频率响应法和低电压短路阻抗法测试技术的优点，实现一次测量同时可以取得变压器绕组的短路阻抗-频率特征曲线和频响特征曲线，但在中高频段时的测试灵敏度，受不确定因素的影响较大。