【正文】 的電傳感器所無(wú)法比擬的。 (1)絕緣性能好，能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量。 光纖測(cè)溫儀測(cè)量法維護(hù)技術(shù)復(fù)雜，絕緣處理比較困難，價(jià)格也十分昂貴，而且光纖測(cè)溫系統(tǒng)的掃描時(shí)間比較長(zhǎng)。 第四章 分布式光纖光柵溫度傳感的理論基礎(chǔ)我國(guó)60年代就提出了不少電信號(hào)傳感器測(cè)量試驗(yàn)方法，早期的電氣設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試用考驗(yàn)，出現(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性較差，壽命短，維護(hù)工作量大等問(wèn)題。繞組機(jī)械位移會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的電感或電容的改變，而頻率響應(yīng)法正是通過(guò)測(cè)量這種細(xì)微的改變來(lái)達(dá)到監(jiān)測(cè)變壓器繞組狀態(tài)的目的。紅外熱像技術(shù)是利用紅外探測(cè)器接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)，經(jīng)放大處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)，然后通過(guò)電視屏或監(jiān)視器顯示紅外熱像圖。 振動(dòng)分析法。在檢測(cè)出各氣體成分及含量后，用特征氣體法或比值法等方法判斷變壓器的內(nèi)部故障。 變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體功能　變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的目的，就是通過(guò)對(duì)變壓器特征信號(hào)的采集和分析，判別出變壓器的狀態(tài)，以期檢測(cè)出變壓器的初期故障，并監(jiān)測(cè)故障狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。壓力式溫控器及電接點(diǎn)僅完成本體溫度監(jiān)控功能，而遠(yuǎn)方微機(jī)監(jiān)測(cè)及越限報(bào)警等功能則需要加裝非電量/電量轉(zhuǎn)換變送器后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，送到監(jiān)控 微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 設(shè)定溫度可調(diào)，溫度指示控制器內(nèi)有兩組接點(diǎn)用戶(hù)可根據(jù)需要在規(guī)定的范圍內(nèi)設(shè)定溫度。壓力的變化通過(guò)毛細(xì)管道傳遞到儀表內(nèi)的彈性元件，使彈性元件產(chǎn)生位移，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大后，于標(biāo)度盤(pán)上指示出被測(cè)液體的溫度。這樣，只要測(cè)出電阻值的變化，就可達(dá)到測(cè)量溫度的目的。 獨(dú)立式電阻傳感器測(cè)溫工作原理：采用熱電阻作為測(cè)溫元件，利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的特性來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。變壓器溫度的測(cè)試主要是接觸式測(cè)溫，測(cè)試方 法介紹以下兩種。輻射能以波動(dòng)形式表現(xiàn)出來(lái)，其波長(zhǎng)的范圍極廣，從短波、X光、紫外光、可見(jiàn)光、紅外光一直到電磁波。 溫度測(cè)量有兩種基本形式：接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量（一） 接觸式測(cè)量 接觸式測(cè)量是以“處于同一平衡狀態(tài)下的物體具有相同溫度”的原理為基礎(chǔ)，測(cè)量時(shí)儀表的觸頭要與被測(cè)物處于熱平衡狀態(tài)，顯示結(jié)果才準(zhǔn)確。為了有效地監(jiān)測(cè)變壓器溫度，防止變壓器的絕緣老化，延長(zhǎng)變壓器的運(yùn)行壽命，必須采用更先進(jìn)、更可靠的監(jiān)測(cè)手段。另外, 低能量的局部放電并不產(chǎn)生C2H2 或只產(chǎn)生少量的C2H2。 C2H2 5*10 4%。從粗糙集理論的觀點(diǎn), 羅杰斯比值法的故障診斷表也是一張決策表。 紅外吸收光譜法利用紅外光譜法還可以對(duì)變壓器油析出氣體的單一組分或混合物中各組分進(jìn)行定量分析，尤其是對(duì)于一些較難分離，并在紫外、可見(jiàn)光區(qū)找不到明顯特征峰的樣品可方便、迅速地完成定量分析。因此，分析溶解于油中的氣體，就能盡早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部存在的潛伏性故障，并可隨時(shí)監(jiān)視故障的發(fā)展?fàn)顩r。絕緣介質(zhì)老化往往反映在絕緣介質(zhì)在交變電場(chǎng)的使用下，其極化過(guò)程發(fā)生了改變，非彈性極化增強(qiáng),使極化過(guò)程中的有功損耗增加，使絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗率增大。這類(lèi)光纖傳感器易實(shí)現(xiàn)，但是測(cè)量精度和靈敏度較低。利用光纖傳輸光波的特性和外加光源以及光敏元件可以構(gòu)成兩種類(lèi)型的光纖傳感器，即功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器。因此，根據(jù)《電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》及導(dǎo)則，通過(guò)分析油中溶解氣體的成分、特征氣體含量、變化趨勢(shì)、IEC三比值法來(lái)判斷變壓器是否存在內(nèi)部潛伏性故障及故障的性質(zhì)。隨著熱點(diǎn)溫度的升高( 500e 以上) ，乙烯、氫組分急劇增加，比例增大。其中碳的氧化物( CO、CO2) 成分最多，其次是氫和烴類(lèi)氣體。局部過(guò)熱故障包括接點(diǎn)接觸不良、磁路故障、導(dǎo)體故障等。超聲波監(jiān)測(cè)法有靈敏度高，能對(duì)局放源定位等優(yōu)點(diǎn)。因此，一旦能設(shè)法截取到這種超聲波，就可以判斷是否有局部放電的發(fā)生，進(jìn)而可以對(duì)局部放電位置進(jìn)行定位。由于甚高頻法會(huì)受到一些電暈干擾的影響，所以，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)不使用外置傳感器，而只采用內(nèi)置傳感器來(lái)獲取PD信號(hào)。超高頻檢測(cè)法超高頻局放檢測(cè)通過(guò)檢測(cè)變壓器內(nèi)部局放產(chǎn)生的超高頻(300～3 000 MHz) 電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)和定位，UHF 法和脈沖電流法不同，脈沖電流法的頻率測(cè)量范圍一般不超過(guò)1 MHz，UHF 法的頻率范圍為300～3 000 MHz[3]。射頻檢測(cè)法利用羅哥夫斯基線(xiàn)圈從電氣設(shè)備的中性點(diǎn)處測(cè)取信號(hào)，測(cè)量的信號(hào)頻率可達(dá)30 MHz，提高了局放的測(cè)量頻率。雖然在實(shí)驗(yàn)室中利用光測(cè)法來(lái)分析局放特征及絕緣劣化機(jī)理等方面取得了很大進(jìn)展，但由于光測(cè)法設(shè)備復(fù)雜、昂貴、靈敏度低， 在實(shí)際中并未直接使用。通常采用的超聲傳感器為壓電傳感器，為避開(kāi)鐵心的磁噪聲和變壓器的機(jī)械振動(dòng)噪聲，選用的頻率范圍為70～150 kHz 。如雷擊、誤操作、負(fù)荷突變等。因?yàn)?，變壓器的?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。變壓器套管積垢，在大霧或小雨時(shí)造成污閃，使變壓器高壓側(cè)單相接地或相間短路。(2)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器溫度異常，應(yīng)先查明原因后，再采取相應(yīng)的措施予以排除，把溫度降下來(lái)，如果是變壓器內(nèi)部故障引起的，應(yīng)停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修。(5)(4)此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器運(yùn)行，進(jìn)行檢修。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無(wú)大變化，這時(shí)應(yīng)停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢查。 必須指出，不管系統(tǒng)有沒(méi)有備用的電源，絕對(duì)不允許將變壓器強(qiáng)制送電。防止這種現(xiàn)象發(fā)生就要做到規(guī)范設(shè)計(jì)，重視線(xiàn)圈制造的軸向壓緊工藝； 對(duì)變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)；加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，使用可靠的短路保護(hù)系統(tǒng)，如采用差動(dòng)保護(hù)和變壓器本身的重瓦斯動(dòng)作來(lái)保護(hù)。 最常見(jiàn)的是單相線(xiàn)圈的線(xiàn)匝之間、層間的短路，當(dāng)短路電流很大時(shí)，線(xiàn)圈就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變形，：制作繞組時(shí)， 導(dǎo)線(xiàn)的表面有毛刺或尖棱、絕緣扭傷、接頭焊接不良；變壓器未經(jīng)干燥處理，在運(yùn)行中受潮等。如果油位過(guò)高，則易引起溢油。油位下降或上升主要取決于油溫的下降或上升。為防止繞組與外殼間或線(xiàn)圈繞組間發(fā)生擊穿，應(yīng)立即取樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，檢驗(yàn)合格方可繼續(xù)運(yùn)行。若變壓器處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，就要立刻減輕變壓器負(fù)荷；如果負(fù)荷減輕后變壓器的溫度依然沒(méi)有明顯下降，就要立刻切斷電源，查找故障原因。 對(duì)于粗糙處，應(yīng)打磨平整或用速效堵漏密封膠將凹處填平；或采用有密封槽或有限位圓鋼( 方鋼)結(jié)構(gòu)的合適的、合格的密封墊。密封不嚴(yán)造成滲油變壓器滲漏多發(fā)生在密封膠墊處，主要是由于密封墊耐油性能差，在高溫下老化速度快造成的。 分布式光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)溫精度高，空間定位準(zhǔn)確。由于光纖光柵對(duì)被感測(cè)信息用波長(zhǎng)編碼，而波長(zhǎng)是一種絕對(duì)參量，它不會(huì)受到光源功率波動(dòng)以及光纖彎曲等因素引起的系統(tǒng)損耗的影響，因而光纖光柵傳感器具有非常好的可靠性和穩(wěn)定性。對(duì)于變壓器內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)其定位誤差顯然較大，若提高其定位的精度就又會(huì)降低其對(duì)溫度的分辨率，所以這種溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變壓器內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究。 要獲得一定跨度范圍的整個(gè)溫度信息，使用單點(diǎn)移動(dòng)式或由多個(gè)單點(diǎn)組成的準(zhǔn)分布式傳感方式既浪費(fèi)資源又在布線(xiàn)上造成很大的困難，這時(shí)若使用分布式光纖溫度傳感器顯然是最有效的方法。這種溫度傳感器對(duì)變壓器繞組溫度監(jiān)測(cè)在上世紀(jì)八十年代就有應(yīng)用，典型產(chǎn)品是美國(guó)Luxtron公司研制的 WTS11型變壓器繞組溫度光纖熒光型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能在 0~200 ℃范圍內(nèi)，達(dá)到1 ℃的測(cè)溫分辨率，最快能每10 s測(cè)量一次，光纖長(zhǎng)度帶探頭光纖最長(zhǎng)可達(dá)到10 m，能廣泛應(yīng)用在電力變壓器，負(fù)載的抽頭轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，高壓開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)溫度和母線(xiàn)開(kāi)關(guān)的監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。這種傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本低廉且便于制作，其主要缺點(diǎn)是這種技術(shù)對(duì)光強(qiáng)度的改變比較敏感，測(cè)量前需要對(duì)光強(qiáng)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。 利用半導(dǎo)體材料的光吸收與溫度的關(guān)系，可以制成半導(dǎo)體透射式和反射式光纖溫度傳感器。由于在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定繞組熱點(diǎn)具有很高的準(zhǔn)確性， 本研究介紹的變壓器在線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集不同點(diǎn)的油溫，經(jīng)上位機(jī)智能系統(tǒng)的分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器油的熱點(diǎn)溫度。 背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，國(guó)內(nèi)外油浸式變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的范圍很廣，主要包括：( 1) 利用光纖傳感器監(jiān)測(cè)變壓器的過(guò)熱故障, 并通過(guò)計(jì)算實(shí)時(shí)顯示變壓器各熱點(diǎn)的運(yùn)行溫度；( 2) 監(jiān)測(cè)油中可燃?xì)怏w總量；( 3) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)局部放電, 包括電氣局部放電、聲音局部放電、超高頻局部放電、靜態(tài)局部放電；( 4) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)套管的功率因數(shù)和電容；( 5) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)油中濕度、溫度、酸度；( 6) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流；( 7) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)繞組頂部和底部油溫；( 8) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)鐵心接地故障和繞組缺陷；( 9) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油柜的油位, 通過(guò)安裝傳感器提供油滲漏信息；( 10) 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)冷卻裝置的功能及運(yùn)行情況。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，繞組、鐵心和油的溫度上升達(dá)到穩(wěn)定。因此有必要對(duì)電力變壓器的繞組溫度進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，防止變壓器過(guò)熱以保證變壓器安全運(yùn)行和延長(zhǎng)其設(shè)備壽命。大部分變壓器的壽命終結(jié)是因?yàn)槠鋯适Я藨?yīng)有的絕緣能力，而影響絕緣能力的最主要因素是變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度。電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸變電能的高壓電氣設(shè)備，擔(dān)負(fù)著電壓、電流的轉(zhuǎn)換及功率傳輸?shù)娜蝿?wù)，其性能的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。以一套三相500 kV ，360 MVA的大型變壓器為例，若發(fā)生絕緣故障，其維修費(fèi)用當(dāng)在數(shù)百萬(wàn)元，停電一天的直接電量損失（按 1 kWh ）達(dá)280萬(wàn)元，若計(jì)入間接損失和社會(huì)損失，那么它給整個(gè)社會(huì)造成的損失將更大。在電網(wǎng)規(guī)模如此大，電壓等級(jí)如此高的情況下，一旦發(fā)生大面積的停電事故，將給國(guó)家造成巨大損失，給人民帶來(lái)巨大不便，電力系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題就顯得尤為重要。 Single chip microputer目錄摘要 ⅠAbstract Ⅱ第一章 緒 論 1 本論文的背景和意義 1 本論文的主要方法和研究進(jìn)展 1 本論文的主要內(nèi)容 1 本論文的結(jié)構(gòu)安排 1第二章 各章題序及標(biāo)題小2號(hào)黑體 2 各節(jié)點(diǎn)一級(jí)題序及標(biāo)題小3號(hào)黑體 2 各節(jié)的二級(jí)題序及標(biāo)題4號(hào)黑體 2 頁(yè)眉、頁(yè)腳說(shuō)明 2 段落、字體說(shuō)明 2 公式、插圖和插表說(shuō)明 2結(jié)論 136參考文獻(xiàn)（References） 138致謝 150附 錄 1 標(biāo)題 8附 錄 2 標(biāo)題 9第一章 緒論伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行水平也在不斷提高，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制、操作、反事故措施等，即采用無(wú)人值班的管理模式，以減少人為誤操作的可能性，提高運(yùn)行的可靠性。 Will eventually be a plex system is deposed into relatively simple, is advantageous to the we use part of the hardware and software implementation. Second, clear the principles of system implemented on the basis of the system of optical fiber part such as sampling and the software behind the operation, according to the design pleted test rig, is researched.Keyword: Winding hot spot temperature。其次對(duì)系統(tǒng)的每一部分都以物理公式的推導(dǎo)為基礎(chǔ)，以變使系統(tǒng)各部分的構(gòu)建達(dá)到最優(yōu)化；最終將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為較為簡(jiǎn)單的、有利于我們用軟硬件實(shí)現(xiàn)的部分。如果變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組最熱點(diǎn)溫度過(guò)低，則變壓器的能力就沒(méi)有得到充分利用，減低了經(jīng)濟(jì)效益，而熱點(diǎn)溫度過(guò)高，不僅會(huì)影響變壓器使用壽命，還將對(duì)變壓器安全運(yùn)行造成威脅。大部分變壓器壽命的終結(jié)是因?yàn)槠鋯适Я藨?yīng)有的絕緣能力，而影響絕緣能力的最主要因素是變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組溫度。首先，深入細(xì)致地分析研究了分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的原理；分析目前世界上光纖測(cè)溫的先進(jìn)技術(shù)以及科研成果，采用基于拉曼散射的反斯托克斯和斯托克斯光的光強(qiáng)比較技術(shù)，從空間和溫度分辨率入手，結(jié)合實(shí)際情況制定本系統(tǒng)的可行方法。 Analysis of the current optical fiber temperature measurement in the world advanced technology and scientific research, based on the anti stokes Raman scattering and stokes light intensity is more technology, from the perspective of the space resolution and temperature, bined with the actual situation make the feasible method of this system. Secondly the system each part based on the physical formula is derived, with variable to optimize the system each part of the building。Distributed optical fiber sensor。截至 2005年底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量已超過(guò)5 億千瓦，預(yù)計(jì)到 2020 年我國(guó)人均裝機(jī)容量將達(dá)到 ，總裝機(jī)容量也將超過(guò)10 億千瓦。如果一臺(tái)大型電力變壓器在系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)發(fā)生事故，則可能導(dǎo)致大面積停電，其檢修期一般要半年以上，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。變壓器本身也是電力系統(tǒng)中最昂貴設(shè)備之一，單以其本身價(jià)格計(jì)算，進(jìn)口的250 MVA/500 kV變壓器平均約133 萬(wàn)美元/臺(tái)，國(guó)產(chǎn)同規(guī)格的也可達(dá)到1000 萬(wàn)元/臺(tái)。長(zhǎng)期研究表明，大型電力變壓器的運(yùn)行可靠性在很大程度取決于其絕緣狀態(tài)。熱點(diǎn)溫度如超過(guò)允許限值，不僅會(huì)影響變壓器