本文關(guān)鍵詞：光纖光柵在干抗溫度與結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了保障電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定,電網(wǎng)公司非常重視在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。近年來(lái),35kV并聯(lián)干式空心電抗器(干抗)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用逐漸增加,其運(yùn)行事故頻繁發(fā)生,已經(jīng)給電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定帶來(lái)許多問(wèn)題。干式空心電抗器為環(huán)氧樹(shù)脂和玻璃纖維增強(qiáng)的多包封并聯(lián)結(jié)構(gòu),其工作在集高電壓、強(qiáng)磁場(chǎng)、大電流于一體的極端環(huán)境,運(yùn)行溫升與電動(dòng)力造成了高溫、熱應(yīng)變和結(jié)構(gòu)應(yīng)力之間的相互作用十分復(fù)雜。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),高溫和結(jié)構(gòu)應(yīng)力會(huì)使干式空心電抗器絕緣性能下降,產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形變,甚至發(fā)生燒損事故。現(xiàn)行的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是針對(duì)電力設(shè)備的電參量進(jìn)行監(jiān)測(cè),忽略了對(duì)非電參量方面的監(jiān)測(cè)。針對(duì)干式空心電抗器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和監(jiān)測(cè)需求,利用光纖Bragg光柵(FBG)傳感技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)干式空心電抗器溫度與結(jié)構(gòu)的非電參量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。本文研究?jī)?nèi)容主要包括：(1)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象溫度與結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的特殊要求,對(duì)干式空心電抗器的器身結(jié)構(gòu)和監(jiān)測(cè)環(huán)境進(jìn)行理論分析和調(diào)查研究。分析了光纖光柵傳感技術(shù)在干式空心電抗器溫度與應(yīng)變?cè)诰�(xiàn)監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)與可行性。結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝和運(yùn)行故障,分析了干式空心電抗器運(yùn)行狀態(tài)下的溫度場(chǎng)分布和應(yīng)力分布。(2)針對(duì)干式空心電抗器的器身結(jié)構(gòu)和監(jiān)測(cè)特點(diǎn),從光纖光柵傳感機(jī)理入手,分析研究埋入式FBG溫度傳感器和FBG應(yīng)變傳感器的傳感結(jié)構(gòu)、傳感模型和傳感原理。完成傳感器的選材加工與標(biāo)定測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,初始波長(zhǎng)為1550nm時(shí),FBG溫度傳感器的靈敏度為0.01082nm/℃, FBG應(yīng)變傳感器的靈敏度為0.001201nm/με。(3)通過(guò)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),制定電抗器包封繞制時(shí)傳感器安裝的方案,完成基于光纖Bragg光柵的干式空心電抗器的研制。其中,在1包封、3包封、6包封、7包封、9包封只安裝溫度傳感器,5包封和11包封溫度安裝溫度傳感器和應(yīng)變傳感器。(4)通過(guò)搭建的光纖光柵傳感網(wǎng)進(jìn)行固化和溫升兩個(gè)過(guò)程的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,固化溫度穩(wěn)定后,1、3、5、6、7、9、11包封的溫度依次為106.41℃、107.36℃、110.13℃、112.2℃、115.32℃、117.4℃和123.19℃,各包封冷卻至室溫的軸、徑向應(yīng)變量相同約為-5500με;溫升穩(wěn)定后,1、3、5、6、7、9、11包封的溫度溫度依次為81.9℃、93.43℃、95.85℃、100℃、97.52℃、95.68℃、71.9℃,5包封軸向應(yīng)變量約為-3200με,徑向應(yīng)變量約為-4100με。結(jié)合溫度場(chǎng)、材料收縮與膨脹以及電動(dòng)力作用,分析干式空心電抗器在固化過(guò)程和溫升試驗(yàn)過(guò)程溫度、應(yīng)變變化趨勢(shì),為干式空心電抗器的固化質(zhì)量和運(yùn)行安全提供依據(jù)。本文通過(guò)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等方式,開(kāi)展了光纖光柵在干式空心電抗器溫度與結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究。實(shí)施過(guò)程中完成了傳感器研制、現(xiàn)場(chǎng)施工以及監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)等工作,以上經(jīng)驗(yàn)對(duì)變電站干式空心電抗器實(shí)現(xiàn)光纖光柵非電氣量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)有重要參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：光纖Bragg光柵 干式空心電抗器 溫度 應(yīng)變 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM732;TM47;TP212
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及意義11-13
• 1.2 干式空心電抗器的影響因素與監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 影響干式空心電抗器正常工作的因素13-14
• 1.2.2 干式空心電抗器的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀14-15
• 1.3 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)特性15-18
• 1.3.1 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特性16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 第二章 監(jiān)測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與傳感器研制21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 干式空心電抗器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與監(jiān)測(cè)參量21-27
• 2.2.1 干式空心電抗器的結(jié)構(gòu)與制作工藝21-23
• 2.2.2 干式空心電抗器溫度場(chǎng)分布23-25
• 2.2.3 干式空心電抗器的應(yīng)力分布25-27
• 2.3 FBG傳感器的研制27-33
• 2.3.1 FBG傳感器的測(cè)量要求27-28
• 2.3.2 FBG傳感器的傳感機(jī)理28-30
• 2.3.3 FBG溫度傳感器傳感結(jié)構(gòu)及傳感模型30-31
• 2.3.4 FBG應(yīng)變傳感器傳感結(jié)構(gòu)及傳感模型31-33
• 2.4 小結(jié)33-35
• 第三章 基于光纖Bragg光柵的干式空心電抗器研制35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 傳感器植埋測(cè)試實(shí)驗(yàn)35-39
• 3.3 FBG傳感器的布點(diǎn)設(shè)計(jì)及安裝方法39-41
• 3.3.1 FBG傳感器的布點(diǎn)分布39-40
• 3.3.2 FBG傳感器的安裝方法40-41
• 3.4 FBG傳感器在35kV干式并抗中的布設(shè)41-46
• 3.4.1 FBG溫度傳感器的安裝實(shí)施步驟42-44
• 3.4.2 FBG應(yīng)變傳感器的安裝實(shí)施步驟44-46
• 3.5 波分復(fù)用技術(shù)46-47
• 3.6 小結(jié)47-49
• 第四章 高溫成型與型式試驗(yàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 包封繞制完成后溫度與應(yīng)力分布49-50
• 4.3 高溫成型過(guò)程的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析50-55
• 4.3.1 固化過(guò)程溫度監(jiān)測(cè)與分析52-53
• 4.3.2 固化過(guò)程應(yīng)變監(jiān)測(cè)與分析53-55
• 4.4 型式試驗(yàn)溫升過(guò)程的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析55-58
• 4.4.1 溫升過(guò)程溫度監(jiān)測(cè)與分析56-57
• 4.4.2 溫升過(guò)程應(yīng)變監(jiān)測(cè)與分析57-58
• 4.5 小結(jié)58-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-65
• 5.1 總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間研究成果73-75
• 附錄B：攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目75

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  本文關(guān)鍵詞：光纖光柵在干抗溫度與結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：506571