油浸式变压器荧光光纤测温原理
油浸式变压器的荧光光纤测温是一种基于荧光特性与温度关系的测温技术。
荧光产生原理：在油浸式变压器中，当特定的光束射入绕组时，绕组中的荧光分子会吸收光束的能量。这种能量吸收使得荧光分子从基态跃迁到激发态。而后，荧光分子会从激发态回到基态，并发射出荧光信号。这一过程中，荧光信号的特性与温度存在关联。
温度与荧光余晖的关系：荧光余晖，也就是荧光分子从激发态回到基态过程中的持续发光现象。在油浸式变压器绕组中，温度的变化会影响荧光余晖的特性。一般来说，随着温度的升高，荧光余晖的寿命会发生变化。通过精确测量荧光信号的寿命，就能够间接确定绕组的温度。
与传统测温方法对比优势明显
抗干扰能力强：传统的测温方法，如热电偶测温、热电阻测温等，它们是通过金属导线来传输信号。而油浸式变压器工作环境恶劣，其内部存在电磁场干扰，热电阻和热电偶的金属导线长期处于油中容易产生短路现象，并且会受到电磁干扰的影响。而荧光光纤测温技术中，信号传输介质是光纤，以光信号进行传输，避免了电磁干扰的影响，抗干扰能力强，同时也避免了传统测温方法中的接点热阻和测温领域限制等问题。
测温精度高：荧光光纤测温采用荧光信号与温度之间的非线性关系进行测温，可以实现较高的测温精度。研究显示，变压器绕组荧光测温的精度可达到0.1度，这是传统测温方法难以企及的精度水平。
全面测温能力：像英诺荧光测温技术可以实现对变压器绕组的全面测温，不受局部故障或复杂工况影响。并且能够进行实时、连续的温度监测，从而更全面准确地反映变压器内部的温度状况，而传统方法可能只能监测局部或者特定部位的温度，难以做到全面的温度监测。
油浸式变压器荧光光纤测温步骤
油浸式变压器荧光光纤测温主要有以下步骤：
传感器探头安装与数据采集
内部光纤探头布置：首先，油浸式变压器荧光光纤测温系统中的内部光纤要根据设计需求进行布置。这些内部光纤会被放置于绕组线圈、铁芯、油面等部位。这些部位都是在变压器运行过程中温度监测的关键位置。例如，绕组线圈在变压器工作时会产生热量，是容易出现热点的地方；铁芯也会有一定的热量产生，而油面的温度也能反映出变压器整体的散热等情况。内部光纤上的探头端部的荧光光纤温度传感器负责采集温度数据。
数据传输准备：采集到的数据需要通过光纤进行传输。内部光纤通过法兰盘上的贯通器与外部光纤连接，从而为数据传输到外部设备做好准备。贯通器安装在变压器壁上，它起到光学联通并且隔油密封的作用，还能够承受压力，确保内部光纤与外部光纤之间稳定的连接，使得数据可以顺利传输到外部光纤。
信号传输与处理
外部光纤传导：连接好的外部光纤负责将从内部光纤传来的光信号传导至测温主机。外部光纤在这个过程中起到了信号传输通道的作用，将包含温度信息的光信号完整地传输到测温主机。
主机解析温度：测温主机接收到光信号后，会对其进行解析。测温主机内部有相应的算法和处理模块，利用这些算法对采集到的数据进行处理。先算出对应的荧光余辉寿命，再利用预先设定好的算法求出对应的温度值。例如，主机内部可能通过将接收到的光信号强度、频率等特征与已知的温度 - 荧光特性关系模型进行对比和计算，从而得出精确的温度值。
温度监控与反馈
数据存储与显示：求出的温度数据会被传输到CPU中，CPU对温度数据进行存储及显示。这样，相关工作人员就可以直观地看到变压器内部各监测点的温度情况。
温度超限处理：当温度超出变压器工作的上限时，CPU会使油浸式变压器冷却装置工作，从而使用冷却设备对油浸式变压器的油迅速降温，确保变压器在安全的温度范围内运行。这一环节实现了对变压器温度的实时监控和自动控制，保障了变压器的安全运行。
油浸式变压器荧光光纤测温注意事项
在油浸式变压器荧光光纤测温过程中，有以下注意事项：
设备安装方面
探头固定稳定性：针对大型高电压等级的油浸式变压器，由于变压器本身价格昂贵、电压等级高，加之绕组部分处于高电势处，所以光纤测温探头的固定既要不能对变压器产生影响，同时也需要具有较高的稳定性。例如，如果探头固定不牢固，在变压器运行过程中的振动等因素可能导致探头移位，从而影响温度测量的准确性，还可能对变压器内部结构造成损害，因此要避免重复安装的繁琐和对变压器的损害。
光纤连接可靠性：内部光纤与外部光纤通过法兰盘上的贯通器连接，这个连接必须保证可靠。贯通器要能够实现良好的光学联通并且保证隔油密封，能够承受变压器内部的压力。如果光纤连接出现松动、破损或者密封不良等情况，会导致光信号传输中断或者衰减，进而影响温度测量的准确性和稳定性。
测量准确性方面
传感器特性校准：荧光光纤温度传感器的特性可能会受到环境因素、使用时长等影响。需要定期对传感器进行校准，确保其测量的准确性。例如，传感器的荧光特性可能随着时间推移发生微小变化，校准过程中可以将传感器置于已知温度环境下，对比测量值与真实值的偏差，并进行调整。
避免干扰因素：虽然荧光光纤测温具有抗电磁干扰的特性，但在实际应用中仍要尽量避免其他干扰因素。例如，光纤的铺设要避免靠近强磁场源或者其他可能影响光信号传输的设备。同时，要确保光纤外部没有受到挤压、弯曲过度等情况，这些都可能改变光信号的传输特性，影响温度测量结果。
系统维护方面
定期检查光纤状况：要定期检查光纤是否有破损、老化等情况。光纤长期处于变压器内部的油环境中，可能会受到油质变化、化学腐蚀等影响。例如，油中的杂质可能附着在光纤表面，影响光信号的传输效率，所以需要定期清理或者更换光纤。
测温主机维护：测温主机作为数据处理和解析的核心设备，要定期进行维护。包括对主机内部电路的检查、软件算法的更新等。例如，随着技术的发展，可能会有更精确的温度 - 荧光特性关系算法出现，及时更新主机软件可以提高温度测量的准确性。
油浸式变压器荧光光纤测温设备安装
油浸式变压器荧光光纤测温设备的安装涉及多个部件和环节：
内部光纤及传感器安装
绕组线圈部位：在绕组线圈上安装内部光纤时，要考虑绕组的结构和电气特性。因为绕组是变压器产生热量的主要部位之一，也是容易出现热点的地方，所以内部光纤要能够准确地监测到绕组的温度变化。安装过程中要避免损伤绕组的绝缘层，确保光纤与绕组紧密接触又不影响其电气性能。例如，可以采用特殊的固定装置将光纤固定在绕组表面，同时要保证光纤能够承受变压器运行时的振动。
铁芯部位：铁芯处安装内部光纤时，同样要注意不能影响铁芯的正常工作。铁芯在变压器中起到导磁的重要作用，安装光纤时要避免干扰铁芯的磁场分布。光纤的布置要合理，能够准确反映铁芯的温度情况，例如可以沿着铁芯的边缘或者特定的散热通道附近布置光纤。
油面部位：油面的温度监测对于了解变压器整体的散热状况非常重要。在油面安装内部光纤时，要确保光纤能够稳定地漂浮在油面上或者固定在油面附近的合适位置。同时，要考虑到油面的波动对光纤的影响，避免光纤被油流冲击而移位或者损坏。
贯通器与外部光纤安装
贯通器安装：贯通器被安装在变压器壁上，这一安装过程要严格按照操作规范进行。贯通器的密封性能至关重要，要确保其能够在变压器运行过程中有效隔油，防止油泄漏到外部光纤一侧，同时也要保证良好的光学联通。安装时要检查贯通器与变压器壁的连接是否牢固，密封材料是否完好无损。
外部光纤连接：外部光纤连接到贯通器上时，要保证连接的准确性和稳定性。外部光纤的布线要合理，避免过度弯曲或者受到外力挤压。例如，可以采用线槽或者保护管对外部光纤进行保护，确保其从贯通器到测温主机之间的光信号传输畅通无阻。
测温主机安装与连接
主机安装位置：IF-G英诺科技光纤测温主机的安装位置要选择在合适的地方，一般要远离变压器的强电磁场干扰源，同时要便于操作和维护。例如，可以安装在变压器附近的控制室内，室内环境要保持干燥、清洁，温度和湿度在合适的范围内。
电气连接：测温主机需要与外部电源、数据传输线路等进行连接。在连接过程中，要确保电气连接的正确性，避免接错线路导致设备损坏。同时，要做好接地保护措施，防止电气事故的发生。
数据传输接口连接：根据设计需要，测温主机要通过合适的数据传输接口，如RS485接口、4 - 20mA、RJ485等接口将温度数据实时回传后台。在连接这些接口时，要保证接口的兼容性和数据传输的稳定性。例如，如果采用RS485接口连接，要检查接口的通信参数设置是否正确，线路的屏蔽是否良好等。
油浸式变压器荧光光纤测温实例分析
220kV油浸式变压器应用案例
测温系统配置：在某220kV油浸式变压器上应用了荧光光纤测温技术。该系统配置包括内部光纤、法兰盘、外部光纤和测温主机等组件。内部光纤根据变压器的结构特点和温度监测需求，布置在绕组线圈、铁芯和油面等关键部位。例如，在绕组线圈的热点可能出现区域加密布置了内部光纤，以更精确地监测热点温度。
测量效果与优势体现：通过荧光光纤传感监测系统对该变压器三相绕组温度、顶层油温及底层油温升进行直接实时测量。与传统的PT100温度传感器测量数据对比，荧光光纤测温系统能够更直接、准确地反映变压器内部的实际温度情况。例如，在变压器负载变化时，荧光光纤测温系统能够快速捕捉到绕组温度的变化，而PT100传感器由于温度传递的滞后性，测量值不能及时反映绕组的真实温度。同时，荧光光纤测温不受电磁干扰的特性在该220kV变压器的强电磁场环境中得到了很好的体现，保证了温度测量的准确性和稳定性。
500kV以上超高压油浸式变压器应用案例
系统应对高电压环境：在500kV以上超高压油浸式变压器中，荧光光纤温度监测系统面临着高电压、大电流、高绝缘以及强电磁场干扰等挑战。该系统中的荧光光纤传感器（余晖型）发挥了重要作用，其以抗电磁干扰、高安全性、多点测量和长期稳定性等特点，成功实现了超高压油浸式变压器内部绕组温度真正意义上的在线监测。例如，在这种高电压环境下，传统的基于电信号测量技术使用的热电偶等传感器会受到严重干扰，而荧光光纤传感器能够正常工作，准确测量温度。
保障变压器安全运行：通过对变压器内部绕组等关键部位的实时温度监测，当温度出现异常升高时，可以及时采取措施，如启动冷却装置等，保障变压器的安全运行。这对于超高压油浸式变压器这种电力系统中的关键设备尤为重要，因为其一旦发生故障，可能会对整个电力系统造成严重影响。