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变电站光纤光栅综合温度监测系统的研究

作　者: 董啸
导　师: 韩晓萍
学　校: 山东大学
专　业: 电气工程
关键词: 光纤光栅 光纤光栅传感器 电力设备监测 故障改进
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


电力工业中的设备大都处在强电磁场、高电压环境中,如高压开关柜触头及电缆接头的温度等参数的实时测量。这些参数的测量要求传感器具有很好的绝缘和强抗电磁干扰性能。光纤光栅传感器采用光波的形式进行测量和传输,具有体积小、重量轻、传输损耗小、不受电磁场干扰、对高电压和地电位具有很高的隔离能力等特点。因此,光纤光栅传感器是电力设备中进行测量的最佳选择。光纤光栅温度监测系统采用全数字化网络结构,通过光纤分析仪将MIS系统与分布于电缆沟内和开关柜内的传感器连接起来。每个通道可挂接30个智能温度传感器,易于安装维护与系统拓展。光纤材质传输与光纤传感器监测,现场完全无电,保证系统能在恶劣环境下可靠运行。系统具有良好的计算机界面、可显示电缆沟道及高压开关柜群模拟图、显示传感器所监测的实际位置及所有电缆型号、中间头位置及开关轨刀闸等参数。可通过计算机的电缆沟道及开关柜群模拟图上直接查看,并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置,很大程度地提高了电缆和开关柜运行的可靠性及技术管理水平。本文对在应用过程中出现的一些问题如(光信号衰减,开关触点与传感器间绝缘强度降低)进行了原理分析,并相应的提出了改正的方案,对改正后的效果进行了科学的论证,使得该系统在电力设备监测中发挥更大的作用。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
1. 绪论  9-17
  1.1 本论文研究背景  10-11
  1.2 光纤光栅技术  11-14
  1.3 光纤光栅传感器  14-16
  1.4 本文主要工作内容  16-17
2. 光纤光栅理论  17-28
  2.1 光纤光栅的基本概念  17-18
  2.2 光纤光栅的基本结构  18-20
  2.3 光纤光栅的分类  20
  2.4 光纤材料的光敏性  20-21
  2.5 光纤光栅的写入技术  21-24
    2.5.1 全息曝光法  22
    2.5.2 相位掩膜法  22-23
    2.5.3 逐点写入法  23-24
  2.6 光纤光栅的封装  24-25
  2.7 典型光纤光栅传感器  25-28
    2.7.1. 原理  25-26
    2.7.2. 光纤光栅温度传感器  26-28
3. 光纤光栅电力温度监测系统  28-56
  3.1 系统概述  28-29
    3.1.1 连续的温度测量显示  28
    3.1.2 通讯接口标准化  28
    3.1.3 耐高压及工作温度  28-29
  3.2 系统组成  29-35
  3.3. 具体实施方案  35-40
    3.3.1 总体监测方案  36
    3.3.2 系统结构  36-37
    3.3.3 传输光缆的敷设  37
    3.3.4 开关柜内传感器的安装及光纤走线  37-39
    3.3.5 主开关室温度传感器安装  39
    3.3.6 母线室温度传感器安装  39-40
    3.3.7 光纤分路器与光纤光栅温度传感器的连接  40
  3.4 系统软件应用  40-51
    3.4.1 档案管理  40-43
    3.4.2 温度采集管理  43-45
    3.4.3 实时数据显示  45-48
    3.4.4 数据查询  48-50
    3.4.5 抄收管理  50-51
  3.5 Web部分  51-54
    3.5.1 登录  52
    3.5.2 历史数据查询  52-53
    3.5.3 实时数据查询  53
    3.5.4 历史曲线查询  53
    3.5.5 日曲线查询  53-54
    3.5.6 报警查询  54
  3.6 系统特点  54-56
    3.6.1 系统可靠性高  54-55
    3.6.2 系统集成度高,安装维护方便  55
    3.6.3 系统实时性好,故障预警更全面  55
    3.6.4 强大的现场问题定位能力  55
    3.6.5 系统测量及定位精度高  55-56
4. 在应用中出现的一些问题及改进  56-59
  4.1 光信号衰减影响测量精度  56-57
  4.2 开关触点与传感器之间的光纤绝缘能力降低  57
  4.3 传感器固定  57-59
结论  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
学位论文评阅及答辩情况表  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光纤元件
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