基于光栅测温的电抗器在线监测方法与流程

本发明涉及一种基于光栅测温的电抗器在线监测方法。

背景技术：

电力系统中电抗器能够滤除谐波，平滑直流电流，可有效的防止由直流线路或直流场设备所产生的陡波冲击进入阀厅，从而避免过电压对换流阀的损害，同时可以滤除电流中的纹波，避免直流电流的续断，限制由快速电压变化所引起的电流变化率。电抗器在运行中的发热会直接威胁电力一次设备安全运行，发热严重可直接导致火灾，造成严重财产损失。通过在线监测电抗器的温度数据，可有效得提前确定电抗器的匝间击穿、局部放电、包封涂层损伤、接触不良等部分电流致热型设备缺陷。

现有的电抗器带电监测装置多采用红外成像的方法来实现，按照规定测温周期为一周或者一个月一次，周期比较长，同时红外成像只能二维测定电抗器包封涂层外表面的温度情况，对电抗器内壁表面、匝间撑条缝隙和通流回路不能够测到。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于光栅测温的电抗器在线监测方法，能够在电抗器局部温升达到告警阈值时发出准确可靠的告警信号。

一种基于光栅测温的电抗器在线监测方法，其特别之处在于：首先将光纤光栅温度传感器均匀安装于电抗器包封涂层内外壁表面、匝间撑条缝隙和通流回路上，采集电抗器的温度数据，再通过数据采集装置将得到的光信号解调转为数字信号，通过无线收发装置将该数字信号打包，然后通过无线方式传输给数据处理装置，当数据处理装置发现电抗器的温度超过阈值时报警。

其中数据处理装置还与在线显示装置连接，从而显示电抗器的实时温度和报警信息。

其中数据处理装置实时采集电抗器的温度数据，将该温度数据与该电抗器的历史温度数据进行对比，并且将该电抗器的温度数据与同时采集到的其它电抗器的温度数据进行对比，根据该电抗器的历史温度数据、同时采集到的其它电抗器的温度数据和环境温度数据确定阈值。

其中阈值具体是指电抗器温度70℃，或者电抗器温度高于环境温度30℃。

本发明方法的有益效果在于，通过使用本发明方法可以在不影响电抗器正常工作情况下准确、及时、全面的在线监测电抗器温度数据，在电抗器发热时发出告警。

附图说明

附图1为实现本发明方法的系统结构示意图；

附图2为本发明的监测流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明的具体实施方式进行完整详细的阐述。

如图1所示为实现本发明方法的系统，即一种基于光栅测温原理的电抗器在线监测系统，装置包括分布式光栅传感器1、数据采集装置2、无线收发系统3、数据处理系统4、在线显示装置5。

所述光纤光栅传感器均匀安装于各个电抗器包封涂层内外壁表面、匝间撑条缝隙和通流回路，采集各电抗器通流回路的温度数据。

所述数据采集装置将分布式光栅传感器采集的信号解调输出数字信号并将数字信号打包。

所述无线收发装置将数据无线传输给数据处理装置，供电方式采用蓄电池外接太阳能板充电的形式。

所述数据处理装置纵向分析历史数据、横向对比三相数据，根据测得的设备通流回路温度值选取告警阈值。告警阈值的选择如下：

相对温差是指设备基本情况相同的两个对应测量点之间的温差与其中较热点温升的比值的百分数。相对温差δt的数学表达式为：

δt＝((t1-t2)/t1)100％

其中：t1指温度较高的测点的温升值，t2指正常相设备对应测点的温升值，在正常负载下，δt>30％则预示可能有隐患存在,将δt>80％为重大缺陷，δt>95％说明设备的接触情况非常坏，随时可能在瞬时大电流的冲击下引发事。同时，一般连接点超过70℃，或高于环境温度30℃，即认为有隐患存在。

所述在线显示装置可以三维显示各个电抗器的整体实时温度，同时能够分级显示告警。

本发明所达到的有益效果是：合理选取告警阈值，在线监测电抗器的温度数据，可有效得提前确定电抗器的匝间击穿、局部放电、包封涂层损伤、接触不良等部分电流致热型设备缺陷。

实现本发明方法的是一种基于光栅测温原理的电抗器在线监测系统，包括分布式光栅传感器、数据采集装置、无线收发系统、数据处理系统、在线显示装置。

所述分布式光栅传感器采用灵敏度高、动态响应好、抗电磁干扰能力强的光纤光栅温度传感器，均匀安装于各个电抗器包封涂层内外壁表面、匝间撑条缝隙和通流回路，采集各电抗器通流回路的温度数据。所述数据采集装置将分布式光栅传感器的光信号解调，转为数字信号。所述无线收发装置将数据无线传输给数据处理装置，本系统采用抗电磁干扰的电台。

所述数据处理装置能够结合环境温度，纵向分析历史数据、横向对比三相数据，根据测得的设备通流回路温度值，对照gb763的有关规定，来选取告警阈值。所述在线显示装置可以三维显示各个电抗器的整体实时温度，同时能够分级设置告警。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于光栅测温的电抗器在线监测方法。其特点是：首先将光纤光栅温度传感器均匀安装于电抗器包封涂层内外壁表面、匝间撑条缝隙和通流回路上，采集电抗器的温度数据，再通过数据采集装置将得到的光信号解调转为数字信号，通过无线收发装置将该数字信号打包，然后通过无线方式传输给数据处理装置，当数据处理装置发现电抗器的温度超过阈值时报警。本发明方法的有益效果在于，通过使用本发明方法可以在不影响电抗器正常工作情况下准确、及时、全面的在线监测电抗器温度数据，在电抗器发热时发出告警。

技术研发人员：仇利辉;赵欣洋;刘志远;邹洪森;李宁;张斌;秦有苏;侯亮;林恒;陈瑞;王思;杨稼祥;唐鑫;刘婷;徐天书;赵希洋;黄欣;叶涛;李磊;靳武;李敏;白明俊;杨子婧;张思齐;张璞;许云龙;郭微
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司检修公司;国家电网公司
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2019.03.29