[發(fā)明專利]基于利用光纖光柵技術測量的熱點溫度的變壓器負荷控制方法

無效

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• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103425149A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 張軍六;周國華;熊莉娟;高欣;高榮貴;楊棟;王珊珊;梁嗣元
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;H01F27/08;H01F41/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;李南平

技術領域

本發(fā)明屬于輸變電設備中變壓器冷卻器自動控制領域，準確的說是一種基于利用光纖光柵溫度測量系統(tǒng)監(jiān)控變壓器內部最熱點溫度，通過測量結果來指導變壓器冷卻器運作的方法。

背景技術

電力變壓器作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要設備，其繞組溫度的高低直接關系到電力變壓器的使用壽命以及輸變電系統(tǒng)的運行安全，因此每個變電所都需要對變壓器進行溫度監(jiān)測。變壓器的絕緣性與老化率與繞組熱點溫度有關，超過溫度的允許限值不但會降低變壓器的運行壽命，還會對變壓器的安全運行造成威脅。若繞組熱點的溫度過低，則變壓器的能力就沒有得到充分利用，降低了經(jīng)濟效益。變壓器的溫升限值以變壓器的使用壽命(主要是絕緣材料的壽命)為基礎。在相關的國家標準中對變壓器在不同的負載運行情況下的溫升限值或熱點溫度做了相應的規(guī)定。電力變壓器國家標GB1094.2-1996《電力變壓器第2部分溫升》規(guī)定的電力變壓器溫升限值是根據(jù)不同的負載情況而定的。因此基于光纖光柵的變壓器內部溫度檢測方法在電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)改造中顯得尤為關鍵，利用該系統(tǒng)準確地測量和在線監(jiān)測繞組的熱點溫度具有重要的現(xiàn)實意義。

變壓器在實際運行過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，使變壓器內部溫度急速升高，從而產(chǎn)生變壓器絕緣系統(tǒng)老化加速，設備因高溫損毀甚至可能發(fā)生爆炸等危險。對于大型油浸式變壓器，其冷卻系統(tǒng)一般采用的是強迫油循環(huán)風冷冷卻器或者是強迫油循環(huán)水冷冷卻器，現(xiàn)今其控制方法主要是通過對變壓器的油頂層溫度作為判定依據(jù)，從而對變壓器冷卻器進行調節(jié)。該方法的主要缺陷為：

1、只監(jiān)測變壓器的頂層溫度并不能完全說明變壓器內部的實際狀況；

2、現(xiàn)今主要的控制方法為當油頂層溫度達到一定溫度時，通過調節(jié)變壓器冷卻器的運行數(shù)量來調節(jié)其內部溫度，該方法不能對變壓器內部溫度進行較為平滑的調整；

3、變壓器冷卻器隨著內部溫度的變化進行頻繁的啟停，很容易發(fā)生其開關故障；幾組冷卻器同時開啟或關閉，有時無法實時有效的針對變壓器熱點位置進行冷卻系統(tǒng)控制，從而可能由于局部高溫，造成變壓器內部局部區(qū)域絕緣老化加速，甚至發(fā)生損毀。

中國專利CN200810014398.9《變壓器冷卻系統(tǒng)自動輪換投切控制裝置》，公開了變壓器冷卻系統(tǒng)自動輪換投切控制裝置，包括微型工控機、遠程報警模塊、若干個監(jiān)測控制模塊，各個監(jiān)測控制模塊的一端通過R485現(xiàn)場總線與微型工控機相連，另一端與冷卻系統(tǒng)控制邏輯和指示電路連接，遠程報警模塊與冷卻系統(tǒng)控制邏輯和指示電路連接。該發(fā)明僅為設定策略輪換投切控制裝置，無法實時有效地對變壓器內部溫度進行監(jiān)測并對冷卻系統(tǒng)進行實時調整。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于利用光纖光柵技術測量的熱點溫度的變壓器負荷控制方法，以滿足實際應用需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術的不足，發(fā)明一種可以利用光纖光柵監(jiān)測的變壓器內部最熱點溫度進行變壓器冷卻器控制方法，可以切實有效地針對變壓器本體運行狀況與外界環(huán)境影響，進行變壓器冷卻系統(tǒng)控制，從而達到避免變壓器內部由于高溫發(fā)生故障或絕緣老化的加速的目的。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于利用光纖光柵技術測量的熱點溫度的變壓器負荷控制方法，在變壓器生產(chǎn)過程中，將變壓器內部的繞組上部、引線處、鐵心上部安裝光纖光柵傳感器，利用該光纖光柵傳感器測量的實時溫度數(shù)據(jù)來指導變壓器冷卻器控制，其特征在于，具體步驟如下：

1）在變壓器生產(chǎn)過程中對變壓器繞組位置的光纖上以及其引線處的光纖上埋設多個光纖光柵傳感器，并利用繞組位置的光纖引出；

2）在變壓器生產(chǎn)過程中對變壓器鐵心位置的光纖上安裝多個光纖光柵傳感器，并盡可能將光纖光柵傳感器布置在變壓器鐵心上半部分；

3）將安裝好了光纖光柵傳感器的器身按照正常的變壓器生產(chǎn)流程進行生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后進行變壓器的溫升試驗，在試驗過程中全程實時監(jiān)測并采集變壓器內部溫度變化并對所對應的一個或幾個光纖光柵傳感器進行記錄，變壓器溫升試驗完成后利用光纖光柵傳感器測量結果找出并記錄變壓器內部最熱部分，并在以后的運行過程中設這部分溫度記為T，T為測量的最高值或者是平均值；

4）制定如下冷卻器控制策略：

1.???當T＜60℃時，冷卻器不開放，其中只依靠絕緣油的自身散熱冷卻；

2.???當T=60℃時，開啟第一個冷卻器；

3.???當T＞60℃時，當T每增加10℃，就多開啟一個冷卻器，直至冷卻器完全開放；

4.???當T≥130℃時，則變壓器需要停機檢修。