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基于光纤传感技术的电子互感器多参量监测方法研究

发布时间:2018-04-04 16:10

  本文选题:光纤光栅传感器 切入点:电子互感器 出处:《南京航空航天大学》2017年硕士论文


【摘要】:互感器作为电力系统中关键测量设备之一,电子互感器工作运行中易受外界温、湿度环境、压力、振动、噪声等因素影响,使得长期运行工作的电子互感器测量精度稳定性和可靠性产生不确定性。本文针对电力系统电子互感器运行状态监测需求,分别研究了基于光纤光栅传感器的温度、湿度、气压以及振动等多种参量测试方法,构建了基于LabVIEW的电子互感器运行状态监测系统。首先,针对电子互感器运行状态气压实时监测需求,构建了基于膜片式结构的光纤光栅气压传感模型,实现了气压/温度双参数集成监测。在此基础上,分别提出一种量程可调型差动式光纤光栅气压传感器和一种适用于飞机空速管动压监测的差动式光纤光栅气压测量方法。其次,针对电子互感器湿度监测需求,研究了一种基于聚酰亚胺湿敏薄膜的光纤光栅湿度传感器,设计了满足强电磁场与高温测试环境的有机PC(聚碳酸酯)管式封装方法,并给出无涂敷层与含涂敷层两类光纤光栅湿度传感器温/湿度敏感特性及其适用环境。再次,针对电子互感器振动状态监测需求,构建了基于应变-振动转换模型的悬臂梁振动监测系统。在此基础上,研究了一种基于弓形梁结构的光纤光栅振动传感器。接着,针对电子互感器运行状态误差稳定性与SF6气体状态监测需求,研究了温度等环境因素对电子互感器运行误差稳定性的影响特性,构建了SF6气体温度、气压、密度的反演模型。给出了电子互感器SF6气体密度以及SF6气体湿度体积分数计算方法。最后,针对电子式互感器综合运行状态监测需求,构建了基于光纤光栅传感器的电子互感器运行状态在线监测硬件系统。结合基于LabVIEW的监测软件设计,实现温度、湿度、气压、振动等多种参量监测、显示以及预警功能。
[Abstract]:Transformer is one of the key measuring equipment in power system, vulnerable to external temperature, electronic transformer work pressure, humidity, vibration, noise and other factors, makes the electronic transformer measurement accuracy stability and reliability of long-term operation of uncertainty. Aiming at the electronic transformer power system operating state monitoring and humidity the study of fiber grating sensors based on various parameters, temperature, pressure and vibration test method, constructs the system running state monitoring of electronic transformer based on LabVIEW. First, the operating state of the pneumatic needle real-time monitoring requirement of electronic transformer, constructed the fiber grating pressure sensing diaphragm structure model based on integrated monitoring pressure / temperature dual parameter. On this basis, we propose an adjustable range pressure sensor type differential fiber grating and a suitable For aircraft pitot tube dynamic differential pressure measurement method of fiber grating pressure monitoring. Secondly, according to the demand of electronic transformer and humidity monitoring, research a kind of optical fiber grating humidity sensor based on polyimide humidity sensitive thin film, organic PC design to meet the strong electromagnetic field and high temperature test environment (polycarbonate) tube packaging method, and gives no the coating layer and the coating layer containing two kinds of fiber grating humidity sensor temperature / humidity sensitive characteristics and suitable environment. Thirdly, according to the demand of electronic transformer vibration monitoring, construction of the cantilever vibration monitoring system of vibration strain conversion model based on. On this basis, the research of a fiber grating vibration sensor arch beam structure based on the electronic transformer. Then, according to the operation state of error stability and SF6 gas monitoring requirement of environmental factors such as temperature, operation of the electronic transformer Influence of error stability, construct the SF6 gas temperature, pressure, density inversion model is given. The electronic transformer SF6 gas density and humidity of SF6 gas volume fraction calculation method. Finally, the electronic transformer comprehensive operation state monitoring requirements, constructed based on fiber grating sensor of electronic transformer condition monitoring combined with the design of hardware system, monitoring software based on LabVIEW to realize temperature, humidity, pressure, vibration and other parameters monitoring, display and warning function.

【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212;TM45

【参考文献】

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本文编号:1710692

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