分布式FBG传感器系统监测温度条件对干式空心电抗器的影响

干式空心电抗器启停过程中的温度骤变、运行过程中的高温环境严重影响绕组间匝间绝缘,威胁着干抗的安全正常运行.研制了一种分布式光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器系统用于测量包封层内温度和应力的变化;并通过在线监测其固化温升过程中干燥室炉温变化对分布式FBG传感器系统测量数据的影响,来研究环境温度的变化与其匝间绝缘的关系.实验结果证明了温度条件的变化严重影响着绕组的匝间绝缘;该系统的应用可为避免干式空心电抗器匝间绝缘故障的发生以及寻找故障点提供设备支持.     

干式空心电抗器的简介

一、引言 电抗器是一种电感元件,按照用途分类,主要包括并联电抗器、串联电抗器、限流电抗器、滤波电抗器、阻尼电抗器、平波电抗器、消弧线圈及其它特殊用途电抗器. 从原则上来说,单一的绕组就是一个电感元件,就是一台电抗器,这种电抗器我们就称之为空心式电抗器.但为了做得更紧凑,或为了使绕组磁通限制在一定空间内.     

在线监测光纤布喇格光栅生成

报道了光纤布喇格光栅生成过程中的布喇格波长,反射率和带宽与曝光时间的关系,并作了讨论,采用位相板方法,光源ＫｒＦ准分子激光器（２４８ｎｍ）光纤：ＳＭＦ－２８经氢载敏化。     

干式空心电抗器匝数的变化

针对干式空心电抗器运行时存在环流损耗而导致故障的现象，利用“等电流＋等匝数密度”法优化匝数，使电流分布均匀，其中借助Ｂａｒｔｙ变换可以快速准确地计算互感，互感系数矩阵，并且考虑包封厚电阻的影响，使结果更加真实，结合具体实例进行优化，其民磁暂态程序进行仿真验证，表明环流非常小，该方法收敛速度快，设计方便。     

干式空心电抗器匝数的优化

针对干式空心电抗器运行时存在环流损耗而导致故障的现象,利用“等电流＋ 等匝数密度”法优化匝数,使电流分布均匀．其中借助Ｂａｒｔｙ 变换可以快速准确地计算自感、互感系数矩阵,并且考虑包封厚度和电阻的影响,使结果更加真实．结合具体实例进行优化,其结果通过ＥＭＴＰ电磁暂态程序进行仿真验证,表明环流非常小．该方法收敛速度快,设计方便     

改进的光纤布喇格光栅应变传感器理论模型

采用微扰法,从FBG受到应力产生应变以后模式场变化的角度,探讨了传输常数和有效折射率的变化,同时对FBG的应变灵敏度系数得出了更精确的结果.研究发现,在1 520 nm到1 610nm波长范围内,轴向应变灵敏度系数介于0.784 4到0.784 6之间,横向应变灵敏度系数介于0.706 5到0.706 7之间,波长漂移跟应变大小有很好的线性关系,波导效应引起的波长漂移是应变的二阶小量,数值很小,对于FBG受轴向应力的情形可以忽略.FBG中心波长漂移的应变灵敏度系数跟布喇格波长的应变灵敏度系数近似相等.     

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。本文利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明：绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。     

不同参数对同轴布喇格结构频率响应的影响

基于多模耦合理论,对影响低频(15 GHz)单模和高频(0.35 THz)耦合模式同轴布喇格结构频率响应特性的参数进行了比较研究.结果表明,初始相位、波纹周期、加窗技术、开槽深度、开槽形状、波纹壁的加坡度方式和坡度角以及结构长度等参数,对同轴布喇格结构频率响应特性都有影响.一般设置内外导体波纹相位差为180°,且内外导体波纹周期相同;加窗技术可很好地抑制残留边带;改变开槽深度、开槽形状、加坡度方式以及结构长度可以改变同轴布喇格结构的频带宽度和反射率,尤其对于高频耦合模式,其工作模式和竞争模式受参数影响的变化规律不同,根据这些特点可以按照实际需要选择合适的参数,提高模式的选择性,改善同轴布喇格结构的性能.     

相移布喇格光栅滤波器的分析

光学滤波器是频分复和高密度波分复用光纤通信系统中的关键性选频器件。本文提出并分析一种新型的布喇格光栅滤波器，用模式耦合方程分析了滤波器的传输特性，计算了通带宽度、自由谱宽和精细度。     

基于耦合方法的干式空心阻尼电抗器温度场计算

建立了空心阻尼电抗器磁场—电路—流场—温度场的耦合计算模型，该模型肯先通过磁场—电路耦合计算得到磁场、电感和电流，然后将磁场—电路耦合计算得到的焦耳热作为流场—温度场耦合计算的热源，得到空心阻尼电抗器的气流场和温度场分布．以一种空心阻尼电抗器为例，给出了耦合计算得到的温度场分布，并将温度计算值与实测值作了比较，比较结果表明，该方法具有较高的计算准确度．在空心阻尼电抗器设计中应用上述方法，不需要事先指定对流换热系数，在产品开发阶段即可完成热性能分析，从而降低试验成本，缩短设计周期．     

声光布喇格衍射效率的直接推导

根据参量相互作用理论，直接导出动理匹配附近，声光布喇格衍射耦合波方程和衍射效率。     

基于VB的户外干式空心电抗器的设计和计算

干式空心电抗器由于具有结构简单、重量轻、噪声小和维护方便等特点,得到了迅速发展和广泛应用.利用VB语言可视化,面向对象和事件驱动等特点,编制了户外干式空心电抗器的计算机程序,并以此对户外干式空心电抗器电磁系统进行了实例计算.该设计计算与传统的手工计算相比,缩短了设计周期,提高了计算精度,降低了设计成本.     

采用多样性引导粒子群算法的干式空心电抗器优化设计

针对粒子群优化(PSO)算法易于早熟收敛的问题,提出了采用多样性引导的吸引-排斥粒子群优化(DGARPSO)算法,并应用于干式空心电抗器的优化设计中.该算法在吸引-排斥粒子群优化(ARPSO)算法中引入变异操作,即当进化群体多样性或个体极值群体多样性小于下限值时,以一定概率对粒子的位置进行变异,从而使得粒子在群体多样性很低时飞离群体的聚集位置,有效减少了PSO算法的早熟收敛现象,同时还比较了均匀变异、高斯变异和柯西变异对优化结果的影响.对50 kV·A干式空心电抗器的仿真结果表明,DGARPSO算法提高了全局搜索能力,比GA算法、PSO算法和ARPSO算法具有更好的寻优性能.     

基于喇曼散射的分布式光纤温度检测系统的研究

本文综述了当前基于后向散射的分布式光纤温度检测系统的理论基础,分别是基于后向喇曼散射、后向布里渊散射和后向瑞利散射类型的传感器.分析了目前研究较多最为成熟的基于喇曼散射的分布式光纤测温系统,根据对光纤传感器中弱光信号特点的研究,指出在保证温度分辨率的前提下缩短系统温度响应时间的方法,改善了系统的信噪比,提高了系统的实用性.     

光纤布喇格光栅应变传感灵敏度的分析

分析了光纤布喇格光栅分别在轴向应变和径向应变情况下的传感特性,在理论上推导了光纤布喇格光栅的应变-波长位移数学模型,讨论了轴向应变灵敏度和径向应变灵敏度的异同,并且给出了计算机仿真实验结果．光纤布喇格光栅传感器在实际应用中,安装方位对光纤应变测量有很大影响,分析了轴向应变和径向应变同时存在的情况下,不同的安装方位及其不同的应变比导致光纤布喇格光栅传感灵敏度的变化,同时给出了计算机仿真实验结果．     

基于无线传感器网络的温度监测系统

介绍了一种基于无线传感器网络的温度监测系统,其节点以高档8位AVR单片机AT-mega128L为核心,结合外围传感器和无线收发模块nRF2401,实现了对温度的监测.系统采用ZigBee无线通信协议,功耗低、性能稳定.     

倒格矢空间里的布喇格反射式的深入讨论

本文从晶体平移对称性出发引出倒格子概念,介绍了倒格子与正格子之间对应的关系,加深对倒格子的认识,并对倒格矢空间里的布喇格反射公式的形式进行了深入讨论。     

双重正弦槽同轴布喇格结构特性的模拟研究

基于耦合模理论,利用Fortran编程软件,对双重正弦同轴布喇格结构的频率响应特性进行了模拟研究.结果表明:与传统单一正弦槽结构相比,在不改变开槽深度情况下,双重正弦槽工作模式和竞争模式带宽变窄,带隙间隔变宽.过模工作状态所产生的带隙重叠明显分离,频率响应曲线的残余旁瓣被有效抑制,腔体品质因数Q得到提高,从而结构模式选择性得到增强.这些特点有利于构建高品质因数、高功率自由电子激光设备的单一高次模谐振腔.     

司轴与圆柱布喇格反射器的比较及波纹槽周期对反射率的影响

对同轴布喇格反射器与圆柱布喇格反射器的比较研究表明,同轴布喇格反射器具有模式选择性更好、几何尺寸更大的优点。数值模拟研究结果显示,当同轴布喇格反射器内外导体柱波纹槽周期相同时,反射率获得最优效果。