昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
通过ANSYS有限元分析, 仿真出铁芯的热点位置和温升范围。设计了一种FBG传感器安装于变压器铁芯的上下轭表面, 通过Bragg光栅波长随温度变化的数学模型计算, 实现了对变压器铁芯的温度实时在线监测。SFZ11-10000/35型35kV变压器的温升试验表明, 铁芯上下轭最高温度达到65.3℃和52.9℃, 上轭高于下轭12.4℃。铁芯作为变压器内部的储热部件, 在开动风机降温初始阶段, 温度仍然表现出少许上升, 随后温度趋于平稳, 铁芯的温度变化呈现出趋势平稳, 降温缓慢的特点。实现了对于油浸式变压器铁芯表面温度的光纤光栅监测, 并分析其原因, 为变压器正常工作时铁芯的热特征分析提供了数据支持。
铁芯 光纤Bragg光栅 在线监测 有限元分析 油浸式变压器 iron core fiber Bragg grating online monitoring finite element analysis oil immersed transformer
1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500
2 云南电力试验研究院（集团）有限公司,云南 昆明 650217
3 云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南 昆明 650217
为了实现对变压器振动的状态监测,需要选择有效位置布置测点。变压器主要由铁芯、绕组构成,并由夹具固定,在工作状态下产生振动,尤其在共振时振动过大会造成绕组及铁芯变形,从而导致运行故障。通过有限元分析,建立绕组及铁芯-绕组模型,得到绕组前三阶固有频率,分别为1749.1 Hz、1760.8 Hz、1911.3Hz,铁芯-绕组模型前三阶固有频率分别为70.807 Hz、142.59 Hz、163.73Hz,同时得到相应振动波形及谐响应曲线。通过分析可知,在进行铁芯-绕组整体振动监测时应将测点置于变压器顶端,而针对绕组监测时应将变压器置于绕组中部。
光学测量 光纤Bragg光栅 铁芯-绕组 测点 有限元分析 optical measurement fiber Bragg grating iron core-winding vibration measuring point finite element analysis
昆明理工大学信息工程与自动化学院, 昆明 650500
影响变压器绝缘老化的主要因素之一是运行时铁芯的温度。铁芯温度越高, 绝缘老化越快, 变压器寿命也就越短。研制了一种利用光纤 Bragg光栅测量变压器铁芯温度的传感器, 将套有陶瓷套管的光纤 Bragg光栅温度传感器安装在变压器铁芯中柱上轭表面。当铁芯的温度发生改变时, 与其接触的光纤 Bragg光栅的温度也随之改变, 导致光纤 Bragg光栅中心波长移位, 从而实现对变压器铁芯温度的测量。运行电压为 75 V和 100 V的恒定负载实验表明, 恒定电压下, 环境温度为 15℃时, 0～105 min内光纤 Bragg光栅中心波长分别稳定在 1 552.289 nm和 1 552.299 nm, 变压器铁芯的温升值分别为 17℃和 18℃。
光纤 Bragg光栅 变压器 铁芯 陶瓷套管 中心波长 温度 fiber Bragg grating transformer iron core ceramic casing central wavelength temperature
