根据光纤光栅传感的变压器绕组温度检测体系
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  传感器的原理和体系构成,介绍了软件和硬件的完成。最终的试验成果证明了体系具有较高的丈量精度,可满意

  在电力体系中,温度过高是导致火灾产生的重要原因。电力变压器作为现代电力体系中的重要设备,其绕组温度的凹凸直接影响变压器的绝缘性和老化率,然后影响电力体系的运转安全。正常情况下,热门温度的常用基准值为98℃,老化率与温度之间的联系是在基准温度上,每上升6℃老化率增加一倍,每下降6℃寿数可延长一倍。热门温度假如超越答应值,不只会影响变压器的运用寿数,还会影响变压器的运转安全。因而,对变压器绕组温度进行实时监测,经过监测温度进行预警并采纳有用办法,则能够削减相应的事端产生。

  现在,传统的变压器绕组温度的监测办法是电信号丈量和红外丈量。根据电信号的测温体系如热电偶、电阻温度计等,这类电信号的传感器简略遭到电磁场的搅扰,丈量作用欠好。红外测温实际上归于非触摸测温,尽管此办法灵敏度和准确度都很高,可是却很简略遭到周围环境和电磁场的搅扰,并且需求人工操作,无法完成无人在线监测。别的,红外测温仪无法安装到变压器内部,只能丈量变压器外表的温度,差错较大。光纤测温体系是最近几年应用在电力体系中的令人满意的测温办法,因为光纤传感器自身防爆、绝缘、抗电磁搅扰、质量轻、体积小,具有杰出的可操作性和埋人道;时域改换性好,易于多点散布丈量,并可单线多路复用,构成传感网络和阵列,便于波分时分复用及散布式传感。

  光纤光栅是在光纤纤芯内折射率呈周期性调制的一种无源器材。其反射或透射峰的波长与光栅的折射率调制周期以及纤芯折射率有关。而外界温度或应变的改变会影响光纤光栅的折射率和纤芯折射率,然后引起光纤光栅的反射或透射峰波长的改变。光纤布拉格光栅是一种最简略、最一般的光纤光栅,其折射率调制深度和光栅周期一般都是常数。当入射光谱经过FBG时,满意Bragg条件的波长B的单色光被反射回入射端,其余光透射。原理图如图1所示。

  式中:为光栅的周期;neff为有用折射率。由式(1)能够看出,光纤Bragg光栅的中心波长B由光栅的周期和有用折射率neft决议,而和neff又受温度和应变的影响,因而,温度和应变的改变能够经过Bragg波长B间接地反映出来。将式(1)微分可得Bragg中心波长的位移量:

  式中KT为温度灵敏度。由式(3)可知光纤光栅的波长的偏移量与温度改变呈线性联系,因而只需测出布拉格光栅波长的偏移量就能够测得温度的改变量。

  光纤光栅调制解调器体系原理图如图2所示。运用ASE光源(Amplification of Spontaneous Emission),经过FFP(Fiber Fabry-Perot)可调谐光滤波器后,成为窄带扫描光,经光纤光栅传感器反射后,由光电管PD(Photo Detector)探测出一系列光功率信号,经过软件处理和与规范波长的比较,解调出不同光栅传感器的中心波长,然后完成相应物理量的丈量。本解调器有8个光学信道(Optic Channels),ASE光源将光功率均匀分给8个信道,每个信道能够接入一串不重复波长的光纤光栅传感串;信道与信道之间波长能够重复,丈量时传感器不会相互影响。