基于布拉格光纖傳感的變壓器繞組多次短路沖擊應(yīng)變

劉宏亮， 高樹國， 孫路， 田源

(國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院， 石家莊 050021)

變壓器是電力系統(tǒng)的心臟，承擔(dān)著電壓變換、電能分配和轉(zhuǎn)移的重任[1]。然而受制作工藝、制作材料、使用條件以及自然環(huán)境等客觀因素的影響，電力變壓器故障頻頻發(fā)生，其中以短路故障為主要類型[2]。當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時，變壓器繞組線圈中的短路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變壓器繞組在正常工作情況下的電流，短路電流數(shù)值可達(dá)額定數(shù)值的15～20倍，從而會在繞組周圍產(chǎn)生遠(yuǎn)大于正常運行狀態(tài)的強(qiáng)大漏磁場及短路電磁力。該電磁力作用在變壓器繞組上，可能導(dǎo)致變形、鼓包等繞組問題，使得變壓器整體的抗短路性能降低[3]。作為最終導(dǎo)致變壓器繞組變形的物理量，分析和研究變壓器繞組受力情況具有重要的理論意義和工程價值。

目前，主要依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 911—2016和DL/T 1093—2008，通過頻率響應(yīng)分析法和電抗檢測法來判斷變壓器地繞組形變情況。雖然研究人員進(jìn)行了大量的創(chuàng)新和改進(jìn)，但上述方法仍存在一些缺陷，只針對機(jī)械參數(shù)變化造成的電容、電感等二次影響參數(shù)進(jìn)行了監(jiān)測，且易受試驗布置、環(huán)境因素的影響，識別精度較低，并不能直接有效地反映繞組形變等影響變壓器動力學(xué)特性的缺陷[4-6]；振動分析法尚處于早期研究階段，還不具備廣泛適用性，且影響振動信號的物理量較多，容易造成誤判錯判。

力是造成物體發(fā)生形變的直接原因，通過判斷繞組受力情況監(jiān)測繞組的形變，更加直接有效。……