光纤测温变压器主要通过以下几种方法进行监测:
荧光光纤测温法
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原理 :利用荧光材料的温度依赖性来测量温度。当光源发出的光脉冲通过光纤传输到与绕组接触的温度传感器时,会激发传感器中的荧光物质产生荧光。荧光的衰减时间、强度或波长等特性随温度变化而变化,通过检测这些变化来确定温度值。例如,荧光余辉的衰变时间常数是温度的单值函数,温度越高,时间常数越小,测得时间常数的值,就可以求出温度。
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传感器安装 :将荧光光纤传感器直接埋设在变压器绕组中或安装在绕组表面的关键位置,如绕组的热点区域等,以实现对绕组温度的直接测量。
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系统组成与数据处理 :通常由光纤测温传感器、温度数据预处理模块、光信号处理单元、数据采集与分析系统等组成。光纤传感器将检测到的温度信息转换为光信号,经预处理后,由数据采集与分析系统进行处理和分析,实现对变压器温度的实时监测、显示和报警等功能。
光纤布里渊散射测温法
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原理 :基于光纤中的布里渊散射效应。当光脉冲在光纤中传播时,会与光纤介质中的声子相互作用,产生布里渊散射光,其频率偏移与光纤所在位置的温度和应变有关。通过检测布里渊散射光的频率偏移变化,可计算出光纤沿线各点的温度信息。
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监测方式 :将光纤沿着变压器绕组或其他需要监测的部位进行分布式的铺设,利用布里渊时域反射技术或布里渊光时域分析技术等,对光纤全线的温度进行连续测量,能够实现对变压器内部温度场的分布式监测,定位热点位置以及监测温度变化趋势。
光纤布拉格光栅测温法
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原理 :光纤布拉格光栅是一种刻写在光纤芯内的周期性结构,它会对特定波长的光产生反射,而反射光的波长与光纤的温度和应变等因素密切相关。当温度发生变化时,光纤布拉格光栅的周期和有效折射率会改变,从而使反射光的波长发生偏移,通过测量反射光波长的偏移量来确定温度值。
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应用方式 :把光纤布拉格光栅传感器安装在变压器的绕组、铁芯、油箱等部位,将其与光纤相连并接入测温仪器。测温仪器根据反射光波长的偏移量计算出各测温点的温度,进而实现对变压器不同部位温度的实时监测。
光纤测温系统与监控平台的集成
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数据传输与通信 :光纤测温系统通常配备有多种通信接口,如 RS-485、RS-232、以太网等,可将采集到的温度数据实时传输至变压器监控系统、变电站自动化系统或远程监控中心等平台。例如,IF-C 变压器荧光光纤在线监测系统带有 RS-485 数据输出和模拟输出,能方便地与监控和数据采集系统或其他数据录入系统连接。
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监控与报警功能 :在监控平台中,工作人员可以实时查看变压器各部位的温度数据、温度变化曲线等信息,以便及时了解变压器的运行状态。同时,系统可设置温度报警阈值,当温度超过设定值时,自动发出声光报警信号,提醒运维人员采取相应措施,防止变压器因过热而损坏,保障变压器的安全运行。