光纤智护-电力变压器安全守护者

简介

本项目开创了变压器分布式光纤复合化改造的运行状态监测新服务，通过分布式光纤传感及数字孪生技术研发出国内首款变压器在线监测平台，有效解决变压器在线监测难、监测成本高、监测精度低等问题。依托光信号实现变压器内部温度、应变、痕量气体信息准确监测的同时，完美实现多物理量、多尺度、多概率仿真，提高变压器状态感知水平。针对存量变压器市场为河北南网等电网公司提供载纤变压器改造技术服务；针对增量变压器市场与金盘科技等变压器生产企业深度合作，将产品一次性集成到变压器内部并提供变压器数字孪生在线监测服务，每台35kV载纤变压器定价18万元。面对当前蓬勃发展的变压器在线监测刚需市场，本团队提供了一个高效低成本的解决方案。 团队首次提出将全分布式光纤传感技术应用于变电设备在线监测领域的研究方法，将传感光纤植入变压器内部绝缘材料中，融合光导纤维和绝缘纤维首次提出纤维基智能传感材料，实现传感光纤与变压器的本体融合，国际范围内首次成功研制多台10kV-110kV载纤变压器样机，覆盖变电站枢纽、城区供电所变压器和小区内配电变压器。 在完成电力设备侧传感光纤植入后，研发高分辨率变压器光纤传感装置，实现变压器内部高空间分辨率、全时空域的多参量原位监测。首次采用布里渊散射光时域分析技术实现对变压器内部形变原位监测、光脉冲编码优化的拉曼散射时域反射技术实现对变压器内部厘米级测温，产品样机内部分布式传感点达1万点以上，实现变压器全空间域感知，空间分辨率达5cm，为变压器数字孪生体的构建提供海量数据支撑，实现多物理场仿真与真实物理模型数据交互。 光纤智护项目由9名学生组成博硕团队。团队成员作为第一/通讯作者发表18篇SCI/EI期刊论文，作为第一/主要发明人获13项发明专利授权；作为骨干参与国家科研项目1项、制订标准2项。项目成果多次获科技进步奖项（团队成员排名学生第1），于2017/2022年获河北省科技进步一/二等奖，于2023年获河北省技术发明二等奖。 核心团队拥有丰富的光学传感与故障诊断交叉学科的融合理论知识和科研实力，得到中国工程院李院士的重点推荐。某大学副校长刘教授等4位专家对项目研发落地提供全方位指导。后续团队将从产品研发、客户拓展、预期盈收多方面规划，立足京津冀稳步全国推广。未来将把分布式光纤传感应用于更多电力场景如输电线路、海底电缆等，最终实现电力行业多领域光纤复合装备改造和在线监测服务。