一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法。所述方法首先通过测量绕组尺寸计算得到每匝绕组上应缠绕的光纤圈数，按照所述光纤圈数在绕组上每匝导线最外侧一圈导线上绕制光纤，绕制完成后的光纤使用环氧树脂进行固定。通过在变压器内部的连续式绕组上绕制分布式光纤，采用分布式光纤来检测变压器绕组的变形、温度等参量信息，可以实现对所需传感量的精确、可靠测量。同时本发明专利技术采用的光纤绕制方式保证了使用光纤较为经济、对绕组绝缘水平影响最小，进一步提高了定位精度；本发明专利技术还采用环氧树脂固封光纤，提高了固封后绕组的抗干扰性能，共同保证了变压器绕组参量检测的准确性、可靠性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法
本专利技术涉及变压器绕组参量检测
，特别是涉及一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法。
技术介绍
目前，对于变压器绕组各参量的检测，如对变形情况、温度等参量的检测，由于变压器绕组处于油箱内部，无法直接观察和测量，所以一般采用间接方法进行检测。绕组变形检测方法有低压脉冲法、短路阻抗法、频率响应法以及超声波法、振动法等，但这些方法均存在着无法精确定位、易受外界干扰等问题。绕组热点温度检测有顶层油温推算法、热路模型与有限元仿真法，而这些方法精度较低，定位精度较低。这些问题制约了变压器负载水平和运行效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，以解决现有变压器绕组各参量检测方法定位精度低、易受外界干扰的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，所述检测方法包括：获取变压器绕组参数和光纤参数；所述变压器绕组参数包括变压器绕组的导线宽面宽度和绕组半径；所述光纤参数包括光纤直径和空间分辨率；根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数确定每饼绕组上绕制的光纤圈数；获取所述变压器绕组上导线的缠绕方式；所述导线的缠绕方式包括在绕组外径侧换位和在绕组内经侧换位；根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组；采用环氧树脂对所述绕制光纤后的变压器绕组表面绕制的光纤进行固封，形成固封后变压器绕组；采用所述固封后变压器绕组表面绕制的光纤进行变压器绕组参量检测。可选的，所述根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数确定每饼绕组上绕制的光纤圈数，具体包括：根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数，采用公式确定每饼绕组上绕制的光纤圈数n；其中D表示所述绕组半径；σ表示所述空间分辨率；r表示所述光纤直径；l表示所述导线宽面宽度；k为预设值。可选的，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为一圈，且所述缠绕方式为在绕组外径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的光纤；当所述第一饼绕组表面的光纤绕制完成后，沿所述变压器绕组的导线换位处过渡到下一饼绕组继续绕制，直至所有绕组表面的光纤绕制完成，形成绕制光纤后的变压器绕组。可选的，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为多圈，且所述缠绕方式为在绕组外径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的多圈光纤；其中所述第一饼绕组表面的第一圈光纤及中间圈光纤在导线换位处下降至当前饼绕组表面继续缠绕；所述第一饼绕组表面的末尾一圈光纤沿所述导线换位处过渡到下一饼绕组继续绕制，直至所有绕组表面的光纤绕制完成，形成绕制光纤后的变压器绕组。可选的，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为一圈，且所述缠绕方式为在绕组内径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的光纤；当所述第一饼绕组表面的光纤绕制完成后，在连续两饼变压器绕组的导线换位处直接过渡到下一饼绕组继续绕制，直至所有绕组表面的光纤绕制完成，形成绕制光纤后的变压器绕组。可选的，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为多圈，且所述缠绕方式为在绕组内径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的多圈光纤；其中所述第一饼绕组表面的第一圈光纤及中间圈光纤在导线换位处抬升至当前饼绕组表面继续缠绕；所述第一饼绕组表面的末尾一圈光纤在连续两饼变压器绕组的导线换位处直接过渡到下一饼绕组继续绕制，直至所有绕组表面的光纤绕制完成，形成绕制光纤后的变压器绕组。可选的，所述绕制第一饼绕组表面的光纤或多圈光纤时，在开头处留出10-20m自由光纤用于引出信号和焊接接头；绕制时保持所述光纤位于导线宽面绝缘纸的中心。可选的，所述采用环氧树脂对所述绕制光纤后的变压器绕组表面绕制的光纤进行固封，形成固封后变压器绕组，具体包括：在所述绕制光纤后的变压器绕组表面绕制的光纤处涂抹环氧树脂胶；环氧树脂胶涂好后静置绕组，以使得环氧树脂固化，形成固封后变压器绕组。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，本专利技术方法首先通过测量绕组尺寸计算得到每匝绕组上应缠绕的光纤圈数，按照所述光纤圈数在绕组上每匝导线最外侧一圈导线上绕制光纤，绕制完成后的光纤使用环氧树脂进行固定。通过在变压器内部的连续式绕组上绕制分布式光纤，采用分布式光纤来检测变压器绕组的变形、温度等参量信息，可以实现对所需传感量的精确、可靠测量。同时本专利技术采用的光纤绕制方式保证了使用光纤较为经济、对绕组绝缘水平影响最小，进一步提高了定位精度；本专利技术还采用环氧树脂固封光纤，提高了固封后绕组的抗干扰性能，共同保证了变压器绕组参量检测的准确性、可靠性和经济性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本专利技术提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法的流程图；图2为单圈光纤在绕组表面的布置图；图3为多圈光纤在绕组表面的布置图(以3圈为例)；图4为多圈光纤在绕组表面的布置图(沿图3中E-E’方向的剖面图)；图5为单圈光纤在连续式绕组上的布置方式示意图；图6为多圈光纤在连续式绕组上的布置方式示意图(以3圈为例)；图7为光纤在绕组表面的粘贴方式示意图(以3圈为例，沿图3中E-E’线的剖面图)；图中1.绕组导线，2.光纤，3.绝缘纸，4.绕组导体部分，5.连续式绕组外径侧换位抬升区，6.连续式绕组内径侧换位处，7.环氧树脂胶。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。分布式光纤传感以其测量和定位精度高，可以对绕组温度、应变、振动等信息进行传感等优势，成为发展研究的新热点。本专利技术提出一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，以解决现有变压器绕组各参量检测方法定位精度低、易受外界干扰的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术提供的基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法的流程图。参见图1，本专利技术提供的基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法包括：步骤101：获取变压器绕组参数和光纤参数。本专利技术首先应根据分布式光纤传感的测量方式对应的空间分辨率及变压器绕组(本专利技术简称绕组)的尺寸(包括绕组的缠绕方式、直径和导线的尺寸和类型)确定每一饼绕组上缠绕光纤的圈数。之后根据绕组匝数和所须缠绕的绕组导线类型，进行光纤绕制，将光纤紧密缠绕于绕组每一匝导线最外侧的一圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：获取变压器绕组参数和光纤参数；所述变压器绕组参数包括变压器绕组的导线宽面宽度和绕组半径；所述光纤参数包括光纤直径和空间分辨率；根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数确定每饼绕组上绕制的光纤圈数；获取所述变压器绕组上导线的缠绕方式；所述导线的缠绕方式包括在绕组外径侧换位和在绕组内经侧换位；根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组；采用环氧树脂对所述绕制光纤后的变压器绕组表面绕制的光纤进行固封，形成固封后变压器绕组；采用所述固封后变压器绕组表面绕制的光纤进行变压器绕组参量检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤的变压器绕组参量检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：获取变压器绕组参数和光纤参数；所述变压器绕组参数包括变压器绕组的导线宽面宽度和绕组半径；所述光纤参数包括光纤直径和空间分辨率；根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数确定每饼绕组上绕制的光纤圈数；获取所述变压器绕组上导线的缠绕方式；所述导线的缠绕方式包括在绕组外径侧换位和在绕组内经侧换位；根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组；采用环氧树脂对所述绕制光纤后的变压器绕组表面绕制的光纤进行固封，形成固封后变压器绕组；采用所述固封后变压器绕组表面绕制的光纤进行变压器绕组参量检测。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数确定每饼绕组上绕制的光纤圈数，具体包括：根据所述变压器绕组参数和所述光纤参数，采用公式确定每饼绕组上绕制的光纤圈数n；其中D表示所述绕组半径；σ表示所述空间分辨率；r表示所述光纤直径；l表示所述导线宽面宽度；k为预设值。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为一圈，且所述缠绕方式为在绕组外径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的光纤；当所述第一饼绕组表面的光纤绕制完成后，沿所述变压器绕组的导线换位处过渡到下一饼绕组继续绕制，直至所有绕组表面的光纤绕制完成，形成绕制光纤后的变压器绕组。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述光纤圈数和所述缠绕方式在所述变压器绕组表面绕制光纤，形成绕制光纤后的变压器绕组，具体包括：当所述光纤圈数为多圈，且所述缠绕方式为在绕组外径侧换位时，先绕制第一饼绕组表面的多圈光纤；其中所述第一饼绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓舟，陈铁，徐永峰，杨明宇，徐天时，寻广朕，刘云鹏，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司，
类型：发明
国别省市：河北,13