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基于光纤传感器技术的变压器在线多参数监测方法
摘要
变压器是电力系统中不可或缺的设备，它具有重要的能量转换和稳压功能。由于长期开启和重负荷工作状态，变压器容易出现过热、漏油、短路等故障。此外，随着电网建设的发展，越来越多的变压器被安装在偏远地区，其维护和检修难度大，故障容易延误甚至影响电网稳定运行。为了实现对变压器的精确监测和预测故障，光纤传感器技术被广泛应用于变压器在线多参数监测中。本文介绍了光纤传感器技术原理和优势，以及基于该技术的变压器在线多参数监测方法。
关键词：光纤传感器技术；变压器；在线监测；多参数监测
ABSTRACT
Transformersareessentialequipmentinpowersystems,withimportantfunctionsofenergyconversionandvoltagestabilization.Duetolong-termoperationandheavy-loadworkingconditions,transformersarepronetofaultssuchasoverheating,oilleakage,andshortcircuits.Inaddition,withthedevelopmentofpowergridconstruction,moreandmoretransformersareinstalledinremoteareas,makingmaintenanceandrepairdifficult,andfaultsareeasytodelayorevenaffectthestableoperationofthepowergrid.Inordertoachieveaccuratemonitoringandpredictionoftransformerfaults,fiberopticsensortechnologyiswidelyusedinonlinemulti-parametermonitoringoftransformers.Thispaperintroducestheprincipleandadvantagesoffiberopticsensortechnology,aswellastheonlinemulti-parametermonitoringmethodfortransformersbasedonthistechnology.
Keywords:fiberopticsensortechnology;transformer;onlinemonitoring;multi-parametermonitoring
一、引言
变压器是电力系统中不可或缺的设备，它具有重要的能量转换和稳压功能。由于工作环境恶劣，容易受到电气因素、机械因素、环境因素等多种影响而出现故障。故障的处理费用高，同时容易造成生产事故和电网事故。因此，快速准确地监测变压器状态并及时处理故障，对于保障电网稳定运行、降低生产成本和提高电力质量至关重要。
传统的变压器检测方法主要是离线检测，即利用超声波、红外线、热像仪等对变压器进行点式检测，获取局部故障信息。然而，离线检测不能全面反映变压器的状态和运行情况，监测周期较长，也无法实现及时预警。相比之下，基于光纤传感器技术的变压器在线监测方法具有数据准确性高、实时监测、无干扰等优势，逐渐成为变压器监测领域的研究热点。
本文介绍了光纤传感器技术的原理和优势，并详细描述了基于该技术的变压器在线多参数监测方法。该方法可以测量变压器的温度、振动、电压、电流等多个参数，实现实时监测和故障预警，保障电网的稳定和安全。
二、光纤传感器技术
光纤传感器是利用光的特性，通过光纤传输信号信号来测量物理量的一种传感器。光纤传感器主要由感受部分、光源、光纤和信号处理器组成。
感受部分一般是传感器的核心部分，根据不同的物理量采用不同的感受元件。例如，采用光栅作为位移传感器，采用拉曼光纤作为温度传感器。感受部分接收到物理量信号后将其转换为光信号发送给光源。
光源一般是激光或LED等。其作用是产生光信号，调制成需要的光波形，通过光纤传输到感受部分。
光纤是传输光信号的通道。光纤传感器采用的光纤一般是单模或多模光纤。单模光纤传输信号时，由于光线呈现一条光轴，传输损耗小，可实现高精度的测量；多模光纤传输信号时，由于光线是在多个模式中传递，所以传输损耗较大。
信号处理器是将接收到的光信号转换为电信号，并通过电路进行处理。最终将测量结果输出。
光纤传感器技术具有以下优点：
(1)数据精度高。光纤传感器光信号传输损耗小，信号传输距离可达几百公里，且不易受到干扰，能够实现高精度物理量测量。
(2)实时性好。光纤传感器在采集到信号后可以快速传输到信号处理器，实时测量物理量，响应