[发明专利]基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法

权利要求书

1.基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将光纤传感测试系统布设于电力变压器绕组边缘，回避中性面位置对绕组弯矩的作用，利用不同位置的光纤传感器测得相应截面绕组弯矩；

步骤2：通过截面两端光纤应变测量值差值对所述截面绕组弯矩进行温度补偿，得到温度补偿后的截面绕组弯矩；

步骤3：将所有截面绕组弯矩进行多项式拟合，得到绕组弯矩分布式应变曲线，从而得到绕组整体的应变分布，再经过去噪、温度自补偿数据处理，计算出绕组的弯矩和挠度分布，最终判断绕组受力变形状态。

2.按照权利要求1所述的基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法，其特征在于：步骤1中采用的光纤传感测试系统为BOTDA分布式光纤传感测试系统。

3.按照权利要求1所述的基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法，其特征在于：

步骤1中，回避中性面位置的绕组弯矩通过公式(2)确定

其中：M(x)为某截面处绕组弯矩；I_z为绕组截面惯性矩，桩身各截面基本一致；E为绕组材料弹性模量，绕组各截面基本一致；ε_2ε(x)为某截面处2号光纤受结构作用而产生的真实应变；ε_2′ε(x)为某截面处2′号光纤受结构作用而产生的真实应变；Y(x)为某截面处2号光纤与2′号光纤之间的距离，其中，2号光纤和2′号光纤分别为线型光纤经U型弯折后沿绕组内壁十字交叉倒插入绕组筒内。

4.按照权利要求3所述的基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法，其特征在于：

步骤2中温度补偿由公式(3)确定

其中：ε_c是分布式光纤传感器对光纤的应变测量值；ε_ε是光纤受结构变形而产生的真实应变；ε_t是环境温度变化造成测量值上的假应变。

5.按照权利要求1所述的基于光纤传感的电力变压器绕组结构应变检测方法，其特征在于：

步骤3中采用的拟合多项式为：

s_f＝p₁M(x_n)+p₂M(x_n-1)+p₃M(x_n-2)+...+p_n-1M(x₂)+p_nM(x)+p_n+1 (4)

其中：s_f是经过拟合的分布式应变曲线；p_i(i＝1,n+1)是由传感器应变测量值得到的应变系数。