光纤测温技术在发电机定子温度测量中的应用
2021-07-29宗和刚金鹏林
水电站机电技术 2021年7期
宗和刚,金鹏林,杨 祥
(华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底水电厂,云南 迪庆 674606)
0 概述
乌弄龙水电站位于云南省迪庆州维西县巴迪乡境内的澜沧江上游河段上,是澜沧江干流水电基地上游河段规划“一库七级”梯级电站中的第2级电站,上邻古水水电站,下接里底水电站。全厂装设4台混流式水轮发电机组,单机容量247.5 MW,总装机容量990 MW,机组额定电压15.75 kV,额定转速115.4 r/min,采用空冷方式冷却。电站1号、2号机组定子测温采用pt100铂电阻温度测量传感器进行测量,在3号、4号机组定子测温中,全国首次运用了光纤测温传感器技术对温度进行测量。单台机组定子共设计光纤测温点148个,其中,定子绕组布设测温点72个,定子铁心布设测温点48个,上下压指布设测温点28个。自2019年7月13日4台机组全部投产以来,3号、4号机组定子温度的测量系统运行良好。
1 光纤测温系统的基本构成
光纤测温系统主要由四部分构成:光纤光栅传感器、传输光纤、光纤光栅解调仪和计算机监控系统,如图1所示。

图1 光纤测温系统
1.1 光纤测温的原理
1.1.1 光纤Bragg光栅(FBG)传感原理
如图2,当宽带光波在光纤传感器中传播时,外界的物理量(如温度、应变、应力、位移等)变化会引起入射光波的特征量发生变化,通过测量光波的特征量变化情况即可获得外界相关因素的变化情况,因此可将光纤作为传感元件来探测各种待测量[1]。

图2 光纤传感基本原理
如图3,通过进一步研究发现,当宽带光源发出的光波进入待测光栅时,在满足布拉格条件的情况下发生反射,反射的波长被称为FBG的中心波长λB(即Bragg波长)。……
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