油浸式变压器荧光光纤测温解决方案

一、现状分析

近年来，电网智能化过程中集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术，电网控制技术实现电力在发电、输电、配电、用电过程中的数字化管理、智能化决策、优化资源配置，充分满足用户对电力的各方面需求，确保电供应的安全、可靠和经济，满足环保要求，适应电力市场多元化发展。智能电网是未来电网发展的趋势，作为电网中的核心设备，具有自监测、自诊断功能的电力变压器是最重要的环节之一，其长期安全运行直接影响着供电的安全性和可靠性，决定着电网的智能化水平。

方案结构图

感知智能变压器运行状态的基础是一系列的在线监测，其中变压器绕组温度的准确监测对变压器状态评估和电网负荷调控具有重要的意义。变压器绕组温度（尤其是其最热部分的温度）对绝缘材料的温度和老化起决定作用，运行寿命也主要取决于它的绕组温度，根据“6℃法则”，变压器老化率与温度的关系是在基准温度基础上，温度没上升 6℃变压器寿命降低一半，绕组过热会导致绝缘老化、烧毁、击穿等恶性事故，因此， 准确实时的测量变压器绕组温度从技术性、安全性和经济性考虑都显得尤为重要。

现场安装图

荧光光纤测温传感器感温部分需要安装在被检测的变压器内部热点上，连接器端通过贯通器连接到测温主机上，对荧光信号进行解析并实时显示温度值。数据通过 485 总线传输到监视上位机软件，对于通道系统，以每分钟保存一组数据，不仅能够显示实时温度曲线并将温度保存，而且还实现了30年整个温度监测系统的运行数据的保存。

荧光光纤传感器将无源测温方式成功应用到高电压等级油浸式变压器中，解决了变压器内部由于高压环境的局限难以对温度进行实时监控的难题，传统“热模拟测量法”和“间接计算测温法”的变压器绕组温度测量方法，在实时性、准确度等方面已不能满足现实需求，采用荧光光纤温度传感技术的“直接测量法”是必然的选择。

荧光光纤测温监测系统能够提供在线、实时，直接、准确、方便、可靠；经济、实用；石英高温光纤，柔软性好，不易损伤；适用于在油式环境中长期使用。

荧光光线测温原理

荧光光纤测温传感器由多模光纤和感温探头组成，探头内部采用荧光材质。当发光材料受到某种波长的入射光照射，吸收光能后从基态进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)，而且一旦移除入射光，发光现象也随之立即消失，即出射光消失，具有这种性质的出射光就被称之为荧光。

二、特点优势

（1）光纤本身具有电磁绝缘性，不受电磁干扰

（2）无源实时监测

（3）体积小，重量轻

（4）灵敏度高，使用寿命长

（5）数据可实时回传后台，实现在线监测，减少运维成本

（6）具有数据存储、继电器、等功能

（7）具有4-20mA模拟量输出、RS485接口、RJ45网口等用于通信传输

（8）支持MODBUS、IEC 61850通信协议

三、具体方案

如图所示，油浸式变压器荧光光纤测温系统由内部光纤、法兰盘、外部光纤、测温主机组成，内部光纤根据设计需求布置于绕组线圈、铁芯、油面等部位，通过法兰盘上的贯通器与外部光纤连接，光信号通过光纤传导至测温主机解析出测点温度。

安装布局图

根据设计需要，可通过RS485接口、4-20mA、RJ485等接口将温度数据实时回传后台。

系统流程图

部分参数