适用于智能电网的光纤传感技术研究.docx

《适用于智能电网的光纤传感技术研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《适用于智能电网的光纤传感技术研究.docx（2页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、适用于智能电网的光纤传感技术研究随着全球能源危机的加剧，为了提高能源输送和使用效率，优化资源配置,集现代先进传感技术、通信技术技术于一体的智能电网成为电网技术发展的必然趋势。传统的电力传感器体积大、生产成本高、绝缘结构复杂、动态范围减小,使得此类传感器很难满足现代电力系统在线检测、故障诊断、电力数字网等发展的需要。光纤传感器具有抗电磁干扰和原子辐射、重量轻、体积小、绝缘、耐高温、耐腐蚀等众多优异的性能，能够对应变、温度、振动、加速度等各种参数进行精确测量，能够适应极端恶劣的环境。同时，由于光纤传输损耗低、频带宽,使得光纤传感器在组网和传输距离方面，与传统的电力传感器相比具有无可比拟的优势。本项

2、目针对适用于智能电网的光纤传感技术展开研究，将超磁致伸缩材料与光纤光栅相结合进行电流传感系统设计，同时针对变压器振动问题，设计基于光纤光栅的变压器铁心振动信号在线监测系统，并与可调谐F-P滤波器技术和连续波调频技术相结合，设计相应的分布式光纤光栅振动传感网络系统，以实现电力系统变压器振动信号的分布式测量。1 .从超磁致伸缩材料弹性Gibbs自由能出发，结合Wiss铁磁理论、热力学关系与J-A模型，建立了能够描述超磁致伸缩材料磁力-热多场耦合效应的一维非线性本构模型及磁滞模型，结合已有的超磁致伸缩材料实验现象，确定模型中的系数，模型能够较好的反映实验现象所揭示的不同磁场、应力及温度影响下超磁致伸

3、缩材料应变、磁化强度、磁化率、压磁系数随外加磁场变化关系，并能够反映材料的饱和特性与不同应力影响下的“翻转效应”；可用于计算不同材料内应力、环境温度影响下GMM的磁致伸缩特性，为以超磁致伸缩材料为核心的传感器、致动器的设计、优化以及工程实际应用提供一定的理论依据。2 .在所建立的超磁致伸缩材料非线性本构模型的基础上，结合光纤光栅的传感机理、光波长信号解调原理的基础上，设计了基于超磁致伸缩材料和光纤光栅的电流传感系统。建立了能够反映电流光纤光栅中心波长光纤M-Z干涉仪输出光强之间的耦合机制的传感系统模型。对不同偏置电流、预应力影响下交流电流传感系统的工作特性进行了理论分析和仿真研究，结果表明，外加偏置电流与施加的预应力都将影响超磁致伸缩材料与光纤光栅的电流传感器的工作特性。3 .对基于M-Z干涉仪的光纤光栅波长解调方法进行了研究，建立了相关的系统传感模型，并进行了相关的理论分析；设计了解调系统的相关光路、电路;结合本系统的具体情况在对传统相位展开技术进行分析研究的基础上，提出了一种相位展开的方法；运用所提出解调方案和相位展开方法对振动解调系统的几种典型状态特性进行了分析研究；将由2x2和3x3耦合器构成M-Z干涉仪进行光纤光栅波长解调的方法分别与可调谐F-P滤波器技术和连续波调频技术相结合,设计了相应的分布式光纤光栅振动传感网络系统。