变压器绕组温度光纤监测
变压器绕组温度异常原因及诊断方法
变压器绕组温度异常原因及诊断方法摘要：变压器是电力系统中的重要组成部分之一，广泛应用于电力系统中。
而绕组温度直接决定变压器的使用寿命，所以为了保障变压器运行安全可靠，延长变压器的使用寿命，研究变压器绕组温度异常原因及诊断方法具有十分重要的意义。
关键词：变压器绕组；温度异常原因；诊断方法电力变压器是电力系统中最为重要的电气设备之一，其运行状况对电力系统安全可靠运行关系极大。
在电力变压器的主要机构中，绕组是非常重要的组成部分。
因绕组超温运行，导致绝缘老化，电力变压器绕组击穿、烧毁事故有相当大比例。
某变电站发生过一起变器烧毁的严重故障，故障后检查变压器发现变压器绕组已经击穿、严重烧毁，故障的原因是变器绕组某一点出现异常高温（可能有毛刺或者其他缺陷），这种异常的绕组高温逐渐积聚，导致烧穿绝缘，最终引发变压器故障。
1变压器绕组温度异常原因1.1内部故障引起温度异常变压器内部故障如匝间短路或层间短路，线圈对围屏放电，内部引线接头发热，铁芯多点接地使祸流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器绕组温度异常时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作，故障严重时还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变器应停用检查。
1.2冷却器不正常运行引起温度异常冷却器不正常运行或发生故障如潜油泵停运，风扇损坏，散热管道积祐，冷却效率不良，散热器阀门没有打幵等原因引起变压器绕组温度异常。
应及时对冷却系统进行维护和冲洗或投入备用冷却器，否则就要调整变压器的负荷。
1.3温度指示器有误差或指示失灵温度表的故障主要是远传温度表的显示数据，与标准数据相比较误差很大，造成远传温度表指针不能正确指示、计算机终端不能正确显示主变压器实际温度，给变压器安全运行造成运行隐患。
变压器温度表的故障主要表现在：装置故障和人为故障两个方面。
装置故障方面表现在装置及设备本身存在各种各样的误差，综合误差导致超过允许范围，形成故障。
可以表现在PT100销电阻随温度变化的非线性对应关系，导致简单的计算公式失效，显示器以及计算机显示不准确，存在装置故障。
电力变压器绕组温度测量技术
电力变压器绕组温度测量技术作者：王健来源：《中国科技博览》2013年第01期[摘要]：本文通过分析变压器运行中热效应对其寿命和安全运行的影响，阐明对油浸式变压器绕组温度检测和控制的必要性，并简要介绍了绕组温度计的工作原理和使用方法。
[关键词]：油浸变压器绕组温度计应用中图分类号：TH765.2+3 文献标识码：TH 文章编号：1009-914X（2013）01- 0035-011、前言电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其运行状况对电力系统安全可靠运行关系极大。
据相关资料统计，1990-1999年间110kV及以上变压器的平均事故率约为0.69%。
其中因绕组超温运行，导致绝缘老化，变压器绕组击穿、烧毁事故占有相当大比例。
对于油浸式变压器，其寿命实际主要是固体绝缘（纤维纸）的寿命。
促使绝缘老化的主要因素是温度、水分和氧气，其中在变压器带负载时，热效应的作用最为突出。
可以说热效应是变压器老化的决定性因素。
也就是说变压器绕组绝缘的热老化速度与绕组的热点温度有关。
按GB1094电力变压器标准设计的油浸式电力变压器，GB/T15164―94《油浸式电力变压器负载导则》规定其热点温度基准值是98℃，即在此温度下绝缘的相对老化率为1。
在80～140℃范围内，温度每增加6K，老化率就增加一倍（所谓的6K法则）。
对于大型的、冷却系统采用强油循环的油浸电力变压器，油的时间常数约为1～2h，而绕组的时间常数很小，只有约5～10min，两者差别较大。
所以由于热传导过程影响，目前所采用检测油顶层温度来推断绕组温度以作为变压器运行工况的判据的方法，存在不准确、不及时、不直观的弱点。
因此，有必要采用新的办法来对运行中电力变压器绕组温度进行监测，及时反映出绕组的工作温度。
从而引出了绕组温度计。
2、绕组温度计的工作原理变压器绕组本身是一个带电体，直接测量绕组温度在绝缘处理上具有较大难度，特别是电压等级较高的绕组，虽可以采用光纤技术也能实现，但成本较高。
变压器光纤测温系统浅述
变压器光纤测温系统浅述摘要:本文叙述了传统变压器测温的特点和不足，分析了国外变压器测温方式的发展趋势，介绍变压器光纤测温系统的基本方式和特点，提出了变压器测温系统的发展方向。
文章还对目前变压器测温系统的市场状况进行了分析，预测变压器光纤测温系统是相关技术发展的必然结果，具有较高的实用价值和技术优势。
关键词:变压器光纤传感器电力变压器是变电所的核心设备，而变压器的温度监测是保证变压器正常运行的一项重要措施，如何能简单、直接、准确、实时的反映变压器内部的温度，受到许多企业和专家的关注。
目前变压测温技术迅速发展，变压器光纤测温系统正以崭新的面貌出现的变电器测温领域。
1 传统变压器测温方法传统变压器测温主要是测量二种温度:一个是油面温度，一个是绕组温度。
其中油面温度目前有两种测量办法，一种是压力式测温，一种是利用铂电阻测温。
压力式测温是利用一个压力测温探头，探头内是一种液体，根据温度不同，液体膨胀程度不一的原理进行测量。
同时在液体导管末端有一个测量压力值的感应设备，根据压力，换算为温度信号送出。
常用信号类型有0～5V电压信号，4～20mA电流信号，pt100铂电阻信号，RS485信号。
这种测温方式在目前国内应用较为广泛。
铂电阻测温就是直接利用一个铂电阻探头，根据温度不同，铂电阻探头电阻值发生改变，从而输出信号发生变化。
目前能做这种温度计的厂家很少，且价格昂贵，实际应用也不多。
传统绕组测温多采用互感器换算的办法。
互感器换算即根据压力式探头先测量油面温度，然后根据套管CT的二次电流与温度换算的关系，在油面温度上叠加一个铜的油温差，模拟得到绕组温度。
这种测量办法并不准确，只是一个理论计算值，误差在5℃～20℃，且存在着明显的时间迟滞，但目前国内普遍应用的此方法。
2 变压器光纤测温方法的特点分析光纤测温是一种新技术，光纤具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、耐腐蚀、本质安全等优点，本文以LumaSense科技公司的子公司—Luxtron公司的最新产品ThermAsset 2型变压器光纤测温系统进行介绍。
变压器绕组温度测量方法
变压器绕组温度测量方法
1. 热敏电阻法，这是一种常见的测量方法，通过在绕组中安装热敏电阻来实时监测温度变化。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，通过测量其电阻值可以准确地得知绕组的温度。
2. 红外测温法，利用红外线测温仪可以非接触地测量绕组的温度。
这种方法操作简单，不会对绕组造成影响，但需要注意测量距离和环境温度的影响。
3. 热像仪法，热像仪可以将物体表面的红外辐射转换成图像，通过观察图像可以直观地了解绕组的温度分布情况，是一种非常直观的测量方法。
4. 光纤测温法，利用光纤传感器可以实现对绕组温度的实时监测，这种方法具有高精度、抗干扰能力强等优点。
无论采用何种方法，变压器绕组温度的准确测量都是非常重要的。
在进行测量时，应该选择合适的测量方法，并严格按照操作规程进行操作，以确保测量结果的准确性。
同时，定期对测量设备进
行校准和维护，以确保其测量结果的可靠性。
通过科学的温度监测和管理，可以有效地保障变压器的安全运行。
变压器绕组测温—光纤解决方案
变压器绕组测温——光纤解决方案简介信息荧光光纤温度传感器及其测量系统，设计用于高压带电体的运行温度监测。
荧光光纤传感器探头安装在高压设备上，与接收设备测温仪之间无电气上的连接，具有高压隔离性能，从本质上解决了高压设备接点运行温度不易监测的难题，提高了靠得住性和平安性。
高压设备光纤测温系统，专用于高压设备的温度实时在线监测和过热预警，它采纳光纤进行高压隔离和信号传输，利用光纤固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能，从全然上解决了高压设备运行温度不易监测的难题。
高压设备光纤式测温系统，由假设干台光纤式温度在线监测仪主机（简称光纤测温仪）、光纤式温度传感器、光纤、网络操纵器及系统软件组成。
应用说明变压器、开关柜、大电机等高压电气设备，是发电和输变电系统的关键设备，产品的平安靠得住性和利用寿命，对整个输变电系统的平安靠得住运行和寿命是相当重要的。
这些高压设备采纳封锁结构，长期工作在高电压、大电流、强磁场的环境中，一些连接处等部位因老化或接触电阻过大而发烧使得热量聚集。
发烧温升增加了输电系统的损耗，若是散热不良还会危及设备的正常运行，后果严峻会造成故障，社会不良阻碍和经济损失不可估量。
以变压器为例，配电变压器在运行中的事故率约为13%，其中因绕组超温运行，致使绝缘老化，变压器绕组烧毁、击穿事故占相当大的比例。
另外，电力变压器内部的很多物理和化学转变(如局部放电和局部过热等)都会引发变压器的温度参数发生转变，使变压器显现不同于正常运行的温升轨迹。
依照“6°法那么”变压器的老化率与温度的关系是在基准温度的基础上，温度每上升6℃老化率增加1倍即变压器寿命降低一半，温度每下降6℃变压器寿命可延长1倍。
对变压器而言，绕组温度对绝缘材料的老化起决定作用，因此准确地测量变压器绕组温度就显得尤其重要。
随着平安用电、配电网自动化水平的不断提高，除对电参数进行监测外，直接监测变压器/开关柜/互感器/大电机等高压电气设备的热点温度，关于提高设备的平安运行、延长设备绝缘寿命、即时判定设备的实际负荷能力，最大程度发挥变压器的输变电潜能以提高设备的经济效益等，具有超级重要的意义。
变压器光纤测温探头的安装固定
变压器光纤测温探头的安装固定作者：周国斌赵鹏飞来源：《装饰装修天地》2017年第20期摘要：光纤探头直接、实时的测量变压器内部温度的技术已成为当前国际通行的测量方式，几十年来此项技术已日趋成熟。
本文叙述了传统变压器测温的特点和不足，介绍了变压器光纤测温的基本原理及优点，着重介绍了光纤测温探头的安装及固定方式。
關键词：变压器；光纤测温探头；安装固定1 前言变压器是电网一次设备的重要组成部分，变压器的绕组热点温度是决定其绝缘寿命的主要因素。
油浸式电力变压器温度测量技术受制于变压器内部环境高电压、大电流、高绝缘以及强电磁场干扰的影响，基于传统电信号测量技术使用的热电偶、热电阻传感器无法满足变压器内部绕组热点温度测量的技术需求。
目前，适用直接测量变压器绕组温度的传感器只能选用光纤温度传感器。
半导体光纤温度传感器属于光强或波长调制型传感器，实际使用过程中容易受到温度、光源强度、光纤微弯效益、耦合损耗等因素的影响，受干扰情况比较严重。
基于拉曼/布里渊散射的光纤传感器测量精度、空间分辨率和测温范围相互制约，保持几个摄氏度的测温误差，其空间定位误差在 1m 左右，对于变压器内部使用误差较大。
光纤光栅温度传感器基于波长信号解调，但光纤光栅在原理上会受压力、应力、形变等等其他因素的干扰，对光栅的封装要求非常高。
伴随着光电子技术的发展，荧光光纤温度传感器拥有体积小、耐高温、耐超高压、抗腐蚀、绝缘性能好、性价比高、不受应力振动干扰等诸多优势，能够突破其他光纤测温技术的局限，非常适合油浸式变压器内部绕组热点温度的测量。
2 光纤测温方法简介2.1 光纤测温原理光纤测温探头是基于稀土荧光物质的材料特性实现的。
当稀土荧光物质被特定波长光线照射后被激发，可产生可见光谱即荧光。
停止照射后荧光逐渐消失，逐渐消失的荧光称为余晖。
荧光余晖的衰变时间常数是温度的单值函数，通常温度越高，时间常数越小。
只要测得时间常数的值，就可求出温度值。
这种测温原理的最大优点就是，被测目标温度只取决于荧光材料的时间常数，与系统的其它变量无关，例如光源强度的变化，传输速率等都不影响测量结果。
变电站光纤测温技术的介绍
变电站光纤测温技术的介绍
一、介绍
光纤测温技术是由光纤传感器、光纤测温仪表等组成的一种非接触式
测温技术，它可以在任意环境温度范围内测量物体表面的温度，并以数字
显示读出。
它可有效地测量各种高温材料的表面温度，具有抗高温高压、
自动报警，精度高、响应快等特点，是变电站火灾火灾早期预警的重要技
术手段。
二、光纤测温原理
光纤传感器是基于光学非接触测温技术的新型测温传感器，它采用天
然导光纤或人造导光纤作为传感器，使用热效应将热量传递至光纤，利用
标准线路及仪表分析，计算热量，从而转换为温度，并可实时显示温度值。
光纤传感器由若干个长度相等的拉丝玻璃纤维制成的多纤维拉丝结构，它
能将温度变化转变成光效应，并通过纤维将光信号转换为温度信号，实现
温度的实时检测与记录。
三、光纤测温优势
1、无需接触:光纤测温仪表为无接触式，在测温过程中无需接触，不
受物体的化学特性、形状、温度范围的限制，对物体的破坏几乎为零，可
以很好地避免因接触测温所引起的污染、损伤和安全隐患等问题。
2、测温精度高:由于光纤的导光性能非常好，可以保证测温精度达到
几毫米，精度低于0.2℃。
变压器运行状态监测与分析方法与案例
变压器运行状态监测与分析方法与案例随着电力设备技术的不断发展，变压器作为电力系统中的重要装备，其在电力系统中的重要性日益凸显。
然而，由于变压器的工作环境复杂、负荷变化大、易受电力系统其他设备的影响等因素，变压器的故障率较高，因此对变压器的运行状态进行监测和分析，对于提高电力系统的可靠性和稳定性具有重要的意义。
本文将重点介绍变压器运行状态监测与分析的方法和案例，以期为电力系统工程师提供一些参考。
一、变压器运行状态监测方法1.1 温度监测法变压器温度是反映其运行状态的重要指标。
变压器在运行过程中，绕组内部和外部会产生一定的热量，因此监测变压器的温度变化可以有效地判断变压器的负荷性能变化、故障情况等。
常用的温度监测方法包括：（1）绕组温度监测：通过在变压器绕组内安装温度传感器，实时监测绕组温度的变化情况。
（2）油温监测：通过安装油温传感器，监测变压器油温的变化情况，进而判断变压器的运行状况。
1.2 气体检测法变压器故障时，会产生一些特殊的气体，如氢气、甲烷、乙烯等。
因此，通过监测变压器内的气体变化情况，可以判断变压器故障的类型和程度。
常用的气体检测法包括：（1）氢气检测：氢气检测是监测变压器内部故障的一种有效方法。
通过监测变压器内部氢气浓度的变化，可以判断变压器绝缘材料的老化、某一部分绕组的短路等情况。
（2）热失控检测：如果变压器内部存在热失控现象，会产生大量的乙烯和甲烷等气体，因此可以通过检测变压器内部乙烯和甲烷的浓度变化来判断变压器是否存在热失控现象。
1.3 振动检测法变压器在运行过程中，受到负荷的影响，会产生一定的振动。
因此，通过监测变压器的振动情况，可以判断变压器的运行状况。
常用的振动检测法包括：（1）加速度传感器：通过在变压器周围固定加速度传感器，监测变压器的振动情况，进而判断变压器的安装质量和工作状态。
（2）声波传感器：通过安装声波传感器，检测变压器内部的噪声情况，可以判断变压器内部是否存在某种故障。
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iOFT2020变压器绕组温度光纤监测
产品简介
一、 概述
宁波理工监测科技股份有限公司生产的iOFT2020变压器绕组温度光纤监测智能组件，利用磷光光纤直接安装在变压器内部进行测温，能实时、准确、安全测量变压器绕组温度，实现对变压器内部温度的全面监控，以便于做出准确判断和决策，从而大大延长变压器设备的使用寿命，有利于在高峰负荷时充分挖掘潜力保障电力供应，并使非计划或突发性事故减少到最低程度，以较小的成本改善电力生产，同时提高整个系统的可靠性。
二、 主要特点和应用价值
本产品采用的关键传感器——磷光温度传感器是美国LumaSense科技公司生产的，经过近30年千余家客户的使用检验。
使用磷光光纤探头直接、实时测量变压器绕组温度已成为当前国际常用的测量方式，与传统的测量底层或顶层油温的方式不同，光纤测温可以直接通过放在绕组中的传感器实现真实、准确测量“热点”的温度。
该磷光物质传感器直接附于光纤探头末端，采用稳定的磷光物质传感器进行温度测量，具备精度高、没有漂移、毋需校准的特性，抗高电压、高射频和强磁场干扰。
温度探头外层包有特别专利技术的特弗纶护套，使内部光纤柔韧性更强，不易损坏，又能让油充分浸入空隙。
使用本公司变压器绕组温度光纤监测智能组件，有以下应用价值：
1.能实时、准确的获得变压器绕组动态的温度；
2.在不破坏绝缘或降低变压器寿命的前提下，安全地最大化增加负载，有利
于在高峰负荷时充分挖掘潜力保障电力供应；
3.增加变压器负载等于增加额外的容量；
4.提供真实、动态的负载能力；
5.及时探测冷却系统故障；
6.使非计划或突发性事故减少到最低程度；
7.使绝缘遭受最小的破坏，延长变压器的使用寿命；
8.阻止变压器由于过热，尤其是过负载时出现灾难性的故障；
9.使用寿命长，精度高、没有漂移、毋需校准，维护方便，减少维护成本；
10.通过运行期间对绕组温度准确实时的测量来准确评估变压器真实的设计
水平和制造质量；
三、 组成和安装
磷光温控器系统主要由温控器、外部光纤、贯通盘、内部光纤4大部分组成。
把磷光光纤传感器温度探头安装在变压器绕组空隙中，包含温度探头的内部光纤接到安装在变压器油箱壁上的贯通器内侧，外侧连接的外部光纤再引到绕组温度光纤监测智能组件机箱中的磷光光纤温控器上。
磷光光纤测温整体安装示意图
温度探头图片内部光纤图片
贯通器图片贯通器现场安装图
外部光纤图温控器图
温度探头安装在变压器绕组中效果图
iOFT2020变压器绕组温度光纤监测智能组件
四、 主要技术指标和特性：
¾温度测量范围：－30～＋200℃
¾测量精度：全程±2℃（50℃附近±0.5℃）
¾固态LED光源，不会漂移，毋需校准
¾通道数量：2 , 4 , 6 , 8
¾采样频率：一般1Hz（单通道最快0.25秒）
¾模拟输出：0 ~ 10 V或4~ 20 mA
¾串口输出： RS-232或RS-485
¾网口输出：TCP，千兆
¾数据存储：每分钟保存1次，可保存20年以上
¾运行环境温度：－30 ～＋65℃
¾相对湿度：≤80%
¾工作电压：100～240V AC/DC
¾存储温度：－30 ～＋75℃。