本发明属于输变电设备中变压器在线监测领域，准确的说是一种将光纤光栅温度传感器埋入变压器从而监测变压器内部温度准分布式的一种方法。
背景技术：
电力变压器作为现代电力系统中的重要设备，其绕组温度的高低直接关系到电力变压器的使用寿命以及输变电系统的运行安全，因此每个变电所都需要对变压器进行温度监测。变压器的绝缘性与老化率与绕组热点温度有关，超过温度的允许限值不但会降低变压器的运行寿命，还会对变压器的安全运行造成威胁。若绕组热点的温度过低，则变压器的能力就没有得到充分利用，降低了经济效益。变压器的温升限值以变压器的使用寿命(主要是绝缘材料的寿命)为基础。在相关的国家标准中对变压器在不同的负载运行情况下的温升限值或热点温度做了相应的规定。电力变压器国家标GB1094.2-1996《电力变压器第2部分温升》规定的电力变压器温升限值是根据不同的负载情况而定的。现今，由于变压器制造厂商对于产品制造过程中原材料成本控制，导致近年来变压器的质量逐年下降，因此对于在运变压器在线监测的需求越来越高，其中光纤由于传感器小，监测准确可以实现温度的准分布监测等特点引起广泛关注。但是由于光纤自身特性，极其容易在安装、调试的过程中受到损坏，因此发明一种可以有效可靠的光纤传感器布置技术与方法非常重要。因此基于光纤光栅的变压器内部温度检测方法在电力系统智能电网改造中显得尤为关键。有鉴于此，本发明提供一种变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，以满足实际应用需要。
技术实现要素：
本发明的目的是，克服现有技术的不足，发明一种可以有效可靠地在变压器中埋设光纤光栅温度传感器的技术与方法。本发明所采用的技术方案是：一种变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在变压器完成绕组绕制、铁心制作后，在绕组、引线、铁心位置安装光纤光栅温度传感器；2）安装完成后进行线圈套装、器身装配；3）器身装配完成后，整理已经布置好的光纤，并进行分组绑扎准备引出；4）将器身正常进行变压器器身干燥，之后器身下箱并安装箱盖之后将光纤引出；5）在变压器进行热油循环时进行光纤光栅温度传感器标定。如上所述的变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，其特征在于，步骤1）的详细过程包括：（1）首先需要得到待测变压器的实际相关数据，包括变压器线圈的高度、直径；铁心与旁轭的长、宽、高；油箱的长、宽、高；（2）根据实际需要设计变压器内部需要进行温度检测的位置；（3）每根光纤安装5-15个光栅传感器，一般来说传感器按照安装部位进行分组，不能把不同器件的光栅传感器分配在一起；（4）确认安装位置后，计算这些位置的距离或长度，将其折算成直线长度，并根据这些数据制定光栅传感器在光纤上的距离；（5）根据制定的光栅布置方案制作光纤光栅传感器，并将光纤内部布置了光栅的位置进行标记，在制作完成后，将光纤穿入光纤专用保护套中；在制作的过程中要在光纤的首尾两端都要充分留下光纤的长度裕度，以待熔接；（6）在变压器线圈绕制完成后，埋设绕组温度传感器；把光纤光栅传感器用不溶于绝缘油的白胶粘在纸板或撑条上，并将其伸入绕组油道内，完成后利用激光笔检验光纤是否有断纤情况；（7）铁心完成叠装后，利用白胶或者绑扎带将光纤光栅传感器布置在铁心上，如果有光纤需要转弯的地方需要将转弯处尽量放缓，切勿将其成角超过90度。如上所述的变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，其特征在于，步骤2）、3）的详细过程包括：（8）线圈套装时按照正常套装方法只需注意勿损坏光纤即可；（9）套装完成后安装上部铁轭、夹件，安装完成后布置上部光纤光栅传感器，布置完成后将之前的绕组传感器、铁心传感器的光纤集中到一起进行编号，并将其绑扎在一起准备一起引出变压器本体。如上所述的变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，其特征在于，步骤4）的详细过程包括：（10）变压器下箱前在变压器油箱布置光纤传感器，其布置位置根据具体需要进行调整，对于一般没有特殊要求的变压器来说，只需在变压器冷却器出、入口设立传感器即可；（11）变压器下箱后将油箱光纤光栅传感器与其他传感器一起引出变压器本体，对于大型变压器，引出位置可以为吸湿器；对于小型变压器，引出位置可以为油位计；（12）将光纤光栅引出后，将各组光纤按照设计方案要求熔接在专门的法兰盘上，熔接完成后，按编号将各传感器组连接到光纤光栅解调仪上，并检验埋设光纤是否损坏。如上所述的变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，其特征在于，步骤5）的详细过程包括：（13）变压器在热油循环时，需要恒温循环，此过程需要记录循环油温T1，此时光纤解调仪所测得的波长设为W1，并在热油循环超过24小时后，利用光纤光栅解调仪对变压器内部温度进行标定，之后需要进行与上次不同油温的二次循环，此过程记录循环油温T2与此时光纤解调仪所测得的波长设为W2；（14）利用光纤光栅属性，根据光纤在不同温度下其波长差与温度差成完全正比关系，设置一个光纤与温度的关系系数设为K，则K=(W1-W2)/(T1-T2)；（15）在大型变压器运行前，需要经过充分静放，静放结束后利用水银温度计标定此时变压器油温设为T0，此时光纤记录所测波长设为W0，则开始测量后某时刻传感器所测温度为T=（W1-W2）(W-W0)/(T1-T2)+T0。本发明的有益效果是：本发明的方法可以有效可靠地在变压器中埋设光纤光栅温度传感器，并从监测变压器内部温度的角度考虑提出对光纤光栅温度传感器的布置策略，采用本发明方法可以避免光纤在安装、调试中受到损坏。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。本发明提供一种变压器内部光纤光栅温度传感器的布置与埋设方法，包括以下步骤：1）在变压器完成绕组绕制、铁心制作后，在绕组、引线、铁心位置安装光纤光栅温度传感器；2）安装完成后进行线圈套装、器身装配；3）器身装配完成后，整理已经布置好的光纤，并进行分组绑扎准备引出；4）将器身正常进行变压器器身干燥，之后器身下箱并安装箱盖之后将光纤引出；5）在变压器进行热油循环时进行光纤光栅温度传感器标定。所述方法的要点如下：1.首先需要得到待测变压器的实际相关数据，包括变压器线圈的高度、直径；铁心与旁轭的长、宽、高；油箱的长、宽、高。2.根据实际需要设计变压器内部需要进行温度检测的位置。3.每根光纤都可以安装5-15个光栅传感器，因此需要合理分配传感器，一般来说传感器按照安装部位进行分组，不能把不同器件的光栅传感器分配在一起，例如铁心与线圈的光栅温度传感器不能在同一条光纤上。4.确认安装位置后，计算这些位置的距离或长度，将其折算成直线长度，并根据这些数据制定光栅传感器在光纤上的距离。5.根据制定的光栅布置方案制作光纤光栅传感器，并将光纤内部布置了光栅的位置进行标记，在制作完成后，将光纤穿入光纤专用保护套中。在制作的过程中注意要在光纤的首尾两端都要充分留下光纤的长度裕度，以待熔接。6.在变压器线圈绕制完成后，埋设绕组温度传感器。把光纤光栅传感器用不溶于绝缘油的白胶粘在纸板或撑条上，并将其伸入绕组油道内，完成后利用激光笔检验光纤是否有断纤情况。7.铁心完成叠装后，利用白胶或者绑扎带将光纤光栅传感器布置在铁心上，注意如果有光纤需要转弯的地方需要将转弯处尽量放缓，切勿将其成角超过90度。8.线圈套装时按照正常套装方法只需注意勿损坏光纤即可。9.套装完成后安装上部铁轭、夹件，安装完成后布置上部光纤光栅传感器，布置完成后将之前的绕组传感器、铁心传感器的光纤集中到一起进行编号，并将其绑扎在一起准备一起引出变压器本体。10.变压器下箱前在变压器油箱布置光纤传感器，其布置位置可以根据具体需要进行调整，对于一般没有特殊要求的变压器来说，只需在变压器冷却器出、入口设立传感器即可。11.变压器下箱后将油箱光纤光栅传感器与其他传感器一起引出变压器本体，对于大型变压器，引出位置可以为吸湿器；对于小型变压器，引出位置可以为油位计。12.将光纤光栅引出后，将各组光纤按照设计方案要求熔接在专门的法兰盘上，熔接完成后，按编号将各传感器组连接到光纤光栅解调仪上，并检验埋设光纤是否损坏。13.变压器可以正常进行之后的，注油、热油循环、静放等工艺，但是在热油循环时，需要恒温循环（此过程需要记录循环油温T1与此时光纤解调仪所测得的波长设为W1），并在热油循环超过24小时后，利用光纤光栅解调仪对变压器内部温度进行标定，之后需要进行与上次不同油温（温差在20℃最好）的二次循环（此过程记录循环油温T2与此时光纤解调仪所测得的波长设为W2）。14.利用光纤光栅属性，根据光纤在不同温度下其波长差与温度差成完全正比关系，设置一个光纤与温度的关系系数设为K，则K=(W1-W2)/(T1-T2)。15.在大型变压器运行前，需要经过充分静放，静放结束后利用水银温度计标定此时变压器油温设为T0，此时光纤记录所测波长设为W0。则开始测量后某时刻传感器所测温度为T=（W1-W2）(W-W0)/(T1-T2)+T0由于在变压器充分静放的过程中可以认为变压器内部温度均匀，与利用水银温度计所测内部油温近似相等，并且由于变压器运行时温度较高，因此T0的偏差对于所测得的数据影响很小，因此该公式可以正确准确地反映变压器内部温度。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。