本发明涉及一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，属于测量。
背景技术：
1、干式空心电抗器(dry type air core reactor,dtacr)运行年限长，由于过电压或匝间绝缘老化，匝间短路时有发生，据相关研究统计，电抗器的诸多事故是由于匝间短路引起的。一旦发生匝间短路，巨大的短路电流将在短路线圈内流通，巨大的短路电流热效应会造成电抗器温度快速升高而烧毁，因此研究一种有效地监测电抗器匝间短路的方法是必要的。
2、相比于油浸式电抗器的油渗漏、振动及噪声等问题，dtacr作为电力系统主要感性元件因具有结构简单、运行维护成本低、线性度良好等优点，广泛用于限流、滤波、无功补偿和改善线路电压分布等方面。然而，近几年来dtacr经常发生绝缘故障，甚至起火燃烧，使电抗器无法正常运行。结合诸多dtacr具体事故案例的分析结果可以看出，导致dtacr损坏的两个重要原因是绝缘开裂和树枝状放电。包封绝缘发生开裂后，由于雨水和脏污侵袭，会伴随受潮、脏污和局部放电发生，造成绝缘性能快速下降。一旦引起匝间绝缘击穿，dtacr会迅速烧毁。目前，使用普通的继电保护方法进行dtacr匝间故障进行可靠保护是不可行的，一些基于负序和零序分量改进的差动保护算法的灵敏度也不足。基于温度、应变、电信号构成的匝间故障保护方法存在灵敏度低、抗电磁干扰能力差、不能及时获取电抗器内部信息等缺点。然而，基于布里渊散射的分布式光纤传感器可以同时测量温度和应变，具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优点，在电力设备的状态监测和诊断领域得到了广泛的应用，在dtacr在线监测中具有巨大潜力。然而，使用分布式光纤传感器对dtacr进行状态监测的相关研究仍未报道。
技术实现思路
1、本发明的要解决的问题是提出一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法。
2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案：
3、一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，其通过有限元仿真进行dtacr建模，确定dtacr内光纤敷设方案，基于布里渊散射的光纤分布式传感温度测量技术，获取电抗器内部的温度信息，对比dtacr正常运行和匝间故障后的温度，提出匝间短路故障的预警和定位方法，该方法包括如下步骤：
4、步骤1：确定dtacr内光纤敷设方案，检验dtacr内光纤的温度传感精度，验证利用光纤进行dtacr温度测量的可行性；
5、步骤2：搭建dtacr额定运行、匝间短路运行的磁场-电路耦合模型，获取对应状态下dtacr的电流，计算热源；
6、步骤3：搭建dtacr额定运行、匝间短路运行的固体传热-层流场耦合模型，输入热源，计算额定运行、匝间短路运行时dtacr的温度；改变匝间故障的位置，研究故障位置处于不同包封、绕组、高度对dtacr温度分布的影响；
7、所述步骤1中包括如下具体步骤：
8、步骤1-1：确定一种电抗器内部光纤敷设方案；
9、步骤1-2：利用有限元软件建立一段光纤复合dtacr绕组的温度场模型，设置绕组的热源以及对应边界条件，求解模型，获取光纤复合dtacr绕组的温度信息；
10、步骤1-3：对比不同热源下光纤和绕组的温差，检验光纤敷设方案的温度传感精度，验证此方案的可行性；
11、所述步骤2中包括如下具体步骤：
12、步骤2-1：通过电抗器的电气和几何结构，对电抗器结构进行简化，忽略电抗器包封和星型架对dtacr磁场分布的影响，搭建正常运行时电抗器的磁场-电路耦合模型；分析dtacr正常运行时的磁场计算原理；
13、步骤2-2：根据型号为ckgkl-240/10-12％的dtacr物理结构，结合磁场计算方程，通过有限元仿真软件搭建几何模型，考虑到计算的快速性和准确性，在实际的物理模型基础上进行合理简化；
14、步骤2-3：按照dtacr额定运行、匝间故障的等值电路进行磁场和电路的耦合，设置材料属性，在磁场中分别输入dtacr各绕组的匝数、电导率和截面积；
15、步骤2-4：为兼顾计算效率以及结果精确性，采用自由三角形网格划分，计算结果收敛，计算电阻损耗；
16、所述步骤3中包括如下具体步骤：
17、步骤3-1：在固体传热场中分别输入电抗器的14个绕组的热源，其值为步骤2的计算结果，将各绕组之间的区域设置为层流场，代表流动的空气；
18、步骤3-2：将dtacr最内侧的绕组的内边界和最外侧绕组的外边界设置为对热散热边界条件，传热系数为19w/(m2·k)，环境温度为293.15k，将层流的下侧设置为流体入口，层流的上侧设置为流体出口，流体流动速度为0.1m/s，以模拟电抗器的散热过程；
19、步骤3-3：采用自由三角形网格划分，计算结果收敛；
20、步骤3-4：改变匝间故障的位置，获取匝间故障位置位于不同包封、绕组、高度时dtacr的温度。
21、本发明的研究过程基于分布式光纤温度测量技术，利用有限元软件进行dtacr的固体传热-层流场仿真，提出了一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，填补了分布式光纤传感技术在dtacr状态监测领域的空白，弥补了目前dtacr匝间故障保护方法抗电磁干扰差、灵敏度低和不能实时获取dtacr内部信息的缺陷。
1.一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，其特征在于，通过有限元仿真进行dtacr建模，确定一种dtacr内光纤敷设结构，基于布里渊散射的光纤分布式传感温度测量技术，获取电抗器内部的温度信息，进行dtacr正常运行和匝间故障后的温度对比，提出匝间短路故障的预警和定位方法，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤温度测量的干式空心电抗器匝间故障监测方法，其特征在于：
