[發明專利]一種基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統和方法

有效

• 申請號: 201811002456.6
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109031048B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 鄧飛;梁仕斌;田慶生;張家洪;李川;李英娜
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，所述故障定位系統用于單相接地故障的檢測，所述故障定位系統包括：

監測主機和光纖光柵電流傳感器，所述監測主機包括：光信號組件、電信號組件、數字信號組件和故障診斷組件；

所述監測主機與所述光纖光柵電流傳感器之間通過光纖相連接；

所述光纖光柵電流傳感器安裝在電纜上，所述光纖光柵電流傳感器用于反射接收到的光信號；

所述光信號組件，用于為所述光纖光柵電流傳感器提供光信號，處理所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號；

所述電信號組件，用于將處理后的所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號轉換為電信號，并進行濾波放大處理；

所述數字信號組件，用于將濾波放大處理后的電信號轉換為數字信號，并通過對所述數字信號進行處理，獲取所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的當前電流和中心波長；

所述故障診斷組件，用于根據所述當前電流和中心波長，判斷是否發生單相接地故障和故障所在的位置；

所述故障診斷組件包括：工控機模塊；

所述工控機模塊，用于將所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的當前電流與所述光纖光柵電流傳感器所在位置的歷史電流進行比較，判斷所述當前電流是否為單相接地故障電流，并在確定所述當前電流為故障電流之后，根據所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的中心波長與光纖光柵電流傳感器安裝的位置的對應關系，確定單相接地故障發生的位置。

2.根據權利要求1所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，

所述光信號組件包括：寬帶光源、半導體光放大器模塊、光耦合器、光環形器和陣列波導光柵模塊；

所述寬帶光源，用于為光纖光柵電流傳感器提供光信號；

所述半導體光放大器模塊，用于將所述寬帶光源輸出的光信號進行放大；

所述光耦合器，用于將放大后的光信號分為三路，分別作為三相電中的其中一相，并將三路光信號分別傳輸至所述光纖光柵電流傳感器；

所述光環形器，用于將放大后的光信號和所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號分開；

所述陣列波導光柵模塊，用于將所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號按不同波長分離開。

3.根據權利要求2所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，

所述電信號組件包括：光電探測器陣列模塊和多路輸入濾波放大電路模塊；

所述光電探測器陣列模塊，用于將所述陣列波導光柵模塊輸出的不同波長的光信號轉換為電信號；

所述多路輸入濾波放大電路模塊，用于對所述光電探測器陣列模塊輸出的不同波長的多路電信號進行濾波放大處理。

4.根據權利要求3所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，

所述數字信號組件包括：多路輸入模數轉換模塊和數字信號處理單元模塊；

所述多路輸入模數轉換模塊，用于將所述多路輸入濾波放大電路模塊輸出的電信號轉換為數字信號；

所述數字信號處理單元模塊，用于對所述多路輸入模數轉換模塊輸出的數字信號進行處理，得到所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的當前電流和中心波長。

5.根據權利要求1所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，

所述監測主機安裝在電網運行控制中心。

6.根據權利要求1所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，

所述光纖光柵電流傳感器為N個，N≥2，且N為整數，相鄰的光纖光柵電流傳感器的波長不相同。

7.根據權利要求6所述的基于光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，其特征在于，根據相鄰的光纖光柵電流傳感器確定故障的具體位置。

8.一種基于光纖光柵電流傳感器的故障定位方法，其特征在于，所述光纖光柵電流傳感器的故障定位方法應用于權利要求1至7任意一項所述的光纖光柵電流傳感器的故障定位系統，所述光纖光柵電流傳感器的故障定位方法包括：

光信號組件為光纖光柵電流傳感器提供光信號，處理所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號；

電信號組件將處理后的所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號轉換為電信號，并進行濾波放大處理；

數字信號組件將濾波放大處理后的電信號轉換為數字信號，并通過對所述數字信號進行處理，獲取所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的當前電流和中心波長；

故障診斷組件根據所述當前電流和中心波長，判斷是否發生單相接地故障和故障所在的位置，包括：故障診斷組件將所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的當前電流與所述光纖光柵電流傳感器所在位置的歷史電流進行比較，判斷所述當前電流是否為單相接地故障電流，并在確定所述當前電流為故障電流之后，根據所述光纖光柵電流傳感器反射的光信號對應的中心波長與光纖光柵電流傳感器安裝的位置的對應關系，確定單相接地故障發生的位置。