光纤智护——基于分布式光纤传感及数字孪生技术的变压器智能在线监测平台

【项目定位】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，依托于光信号实现变压器内部温度、应变、痕量气体信息准确测量以及定位的同时，完美实现多物理量、多尺度、多概率仿真，建立数字虚体与物理实体的镜像，实现多层次实时/准实时态势感知和超实时虚拟推演，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，本公司与金盘科技等变压器生产企业深度合作，将产品一次性集成并布设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载纤变压器定价为180000元。面对当前蓬勃发展的变压器运行状态在线监测的刚需市场，本公司提供了一个高效且低成本的解决方案。

【技术突破】本产品名称为基于分布式光纤传感及数字孪生技术的变压器智能在线监测平台，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，产品利用光纤微小可贴敷、非金属材料的特点，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不同电压等级下载纤变压器样机多台，电压等级涵盖10kV-110kV，覆盖变电站枢纽变压器、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的植入后，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。首次采用基于微波外差探测的布里渊散射光时域分析技术和变压器形变矢量化感知算法实现对变压器内部形变原位监测。采用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温度的厘米级测温，产品样机内部分布式传感点可达到10000点以上，远超点式传感技术，实现变压器全空间域感知，为变压器数字孪生体的构建提供海量数据支撑，实现多物理场仿真模型与真实物理模型的数据交互。