计及温度效应的变压器磁场测量方法、装置及设备与流程

本申请涉及一种计及温度效应的变压器磁场测量方法、装置及设备，属于变压器磁场测量。

背景技术：

1、变压器是电力系统中非常重要的设备，负责电能的传输、分配。变压器产生的磁场可以作为其正常运行的重要指标。具体来说，变压器发生的大部分故障都是由变压器绕组和端子中的敌障引起的，这些故障可通过变压器产生的磁通量变化进行检测。常用的检测设备是光纤磁场传感器，但变压器中除了磁场可能发生变化外，还可能存在温度变化，而温度变化会导致光纤磁场传感器的检测结果变化，因此使用光纤磁场传感器测量变压器内磁场变化时，需要考虑温度对磁场测量的准确性的影响。

技术实现思路

1、本申请提供一种计及温度效应的变压器磁场测量方法、装置及设备，已解决使用光纤磁场传感器测量变压器磁场变化时，温度对磁场测量的准确性有影响的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供一种计及温度效应的变压器磁场测量方法，适用于光纤磁场传感器，所述光纤磁场传感器包括光纤、磁光效应材料和激光反射层，所述方法包括：

4、获取所述光纤磁场传感器所处环境的实测温度和所述光纤磁场传感器输出的实测激光强度；

5、基于所述实测温度，确定所述光纤对应的损耗率修正系数、所述激光反射层对应的反射率修正系数和所述磁光效应材料对应的偏振角度改变量修正系数；

6、基于所述损耗率修正系数、所述反射率修正系数和所述偏振角度改变量修正系数，对所述实测激光强度进行修正，得到修正后的激光强度；

7、基于所述修正后的激光强度，判断所述变压器的磁场是否异常。

8、基于以上的方法，可选地，基于所述实测温度，确定所述光纤对应的损耗率修正系数，包括：

9、利用如下公式确定所述光纤对应的损耗率修正系数：

10、

11、式中，ρ1表示损耗率修正系数，p表示损耗率，p(t)＝f(p,t)表示该种光纤的纤芯的单位长度损耗率与温度t的变化函数，t0表示预设的参考温度，tx表示实测温度，l1表示光纤的纤芯的长度。

12、基于以上的方法，可选地，基于所述实测温度，确定所述激光反射层对应的反射率修正系数，包括：

13、利用如下公式确定所述激光反射层对应的反射率修正系数：

14、

15、式中，ρ2表示反射率修正系数，t0表示预设的参考温度，tx表示实测温度，r0表示在预设的参考温度下激光反射层的反射率，d表示激光反射层的反射率随温度的线性变化量常数。

16、基于以上的方法，可选地，基于所述实测温度，确定所述磁光效应材料对应的偏振角度改变量修正系数，包括：

17、利用如下公式确定所述磁光效应材料对应的偏振角度改变量修正系数：

18、

19、式中，ρ3表示偏振角度改变量修正系数，t0表示预设的参考温度，tx表示实测温度，v0表示在预设的参考温度下激光经过单位长度的磁光效应材料的偏振角度改变量，g表示单位长度的磁光效应材料对激光的偏振角度随温度的变化量常数，θ表示入射激光偏振方向与测量强度所需偏振方向之间的角度，l2表示磁光效应材料的长度。

20、基于以上的方法，可选地，所述基于所述损耗率修正系数、所述反射率修正系数和所述偏振角度改变量修正系数，对所述实测激光强度进行修正，得到修正后的激光强度，包括：

21、利用下述公式计算修正后的激光强度：

22、i修正＝i实测·ρ1·ρ2·ρ3

23、式中，i修正表示修正后的激光强度，i实测表示实测激光强度，ρ1·ρ2·ρ3分别表示损耗率修正系数、反射率修正系数和偏振角度改变量修正系数。

24、基于以上的方法，可选地，所述基于所述修正后的激光强度，判断所述变压器的磁场是否异常，包括：

25、将所述修正后的激光强度与参考温度下的激光强度进行对比，若差异不大于预设值，则确定所述变压器的磁场正常，否则确定所述变压器的磁场异常。

26、第二方面，本申请实施例还提供一种计及温度效应的变压器磁场测量装置，适用于光纤磁场传感器，所述光纤磁场传感器包括光纤、磁光效应材料和激光反射层，所述装置包括：

27、获取模块，用于获取所述光纤磁场传感器所处环境的实测温度和所述光纤磁场传感器输出的实测激光强度；

28、确定模块，用于基于所述实测温度，确定所述光纤对应的损耗率修正系数、所述激光反射层对应的反射率修正系数和所述磁光效应材料对应的偏振角度改变量修正系数；

29、修正模块，用于基于所述损耗率修正系数、所述反射率修正系数和所述偏振角度改变量修正系数，对所述实测激光强度进行修正，得到修正后的激光强度；

30、判断模块，用于基于所述修正后的激光强度，判断所述变压器的磁场是否异常。

31、基于以上的装置，可选地，所述修正模块具体用于：

32、利用下述公式计算修正后的激光强度：

33、i修正＝i实测·ρ1·ρ2·ρ3

34、式中，i修正表示修正后的激光强度，i实测表示实测激光强度，ρ1·ρ2·ρ3分别表示损耗率修正系数、反射率修正系数和偏振角度改变量修正系数。

35、基于以上的装置，可选地，所述判断模块具体用于：

36、将所述修正后的激光强度与参考温度下的激光强度进行对比，若差异不大于预设值，则确定所述变压器的磁场正常，否则确定所述变压器的磁场异常。

37、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，其包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器调用并执行所述计算机程序时，实现如第一方面任意一项所述的计及温度效应的变压器磁场测量方法。

38、本申请提供的计及温度效应的变压器磁场测量方法、装置及设备中，利用光纤磁场传感器作为测量变压器磁场变化的设备，且在获取激光强度时，同时获取环境的实测温度，并确定光纤磁场传感器中各结构在实测温度下的修正系数，进而利用修正系数对获取的激光强度进行修正，从而消除温度效应对检测到的激光强度的影响，即消除温度效应对变压器磁场测量的影响，提高测量准确性。

技术特征：

1.一种计及温度效应的变压器磁场测量方法，其特征在于，适用于光纤磁场传感器，所述光纤磁场传感器包括光纤、磁光效应材料和激光反射层，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述实测温度，确定所述光纤对应的损耗率修正系数，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述实测温度，确定所述激光反射层对应的反射率修正系数，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述实测温度，确定所述磁光效应材料对应的偏振角度改变量修正系数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述损耗率修正系数、所述反射率修正系数和所述偏振角度改变量修正系数，对所述实测激光强度进行修正，得到修正后的激光强度，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述修正后的激光强度，判断所述变压器的磁场是否异常，包括：

7.一种计及温度效应的变压器磁场测量装置，其特征在于，适用于光纤磁场传感器，所述光纤磁场传感器包括光纤、磁光效应材料和激光反射层，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述修正模块具体用于：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述判断模块具体用于：

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器调用并执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至6任意一项所述的计及温度效应的变压器磁场测量方法。

技术总结
本申请提供一种计及温度效应的变压器磁场测量方法、装置及设备。其中，利用光纤磁场传感器作为测量变压器磁场变化的设备，且在获取激光强度时，同时获取环境的实测温度，并确定光纤磁场传感器中各结构在实测温度下的修正系数，进而利用修正系数对获取的激光强度进行修正，从而消除温度效应对检测到的激光强度的影响，即消除温度效应对变压器磁场测量的影响，提高测量准确性。

技术研发人员：钱国超,胡锦,代维菊,洪志湖,胡见平,赵汉武,邹德旭,周仿荣,朱龙昌,闵青云,严敬义,孙灏若,赵熙靖,刘太文
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22