[發明專利]一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置及方法

有效

• 申請號: 201811314341.0
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109375138B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 錢文曉;司磊;郭金剛;石海鵬;肖冰;王利清;林海丹;靳俊杰;敖明;楊明
• 申請（專利權）人: 國網內蒙古東部電力有限公司電力科學研究院;國網吉林省電力有限公司電力科學研究院;北京航天時代光電科技有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明公開了一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置及方法。其中，該裝置包括第一耦合器，第一耦合器的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口分別與光源、第一探測器、Y波導和第二探測器對應連接；Y波導還通過第二耦合器分別與第三探測器和λ/4波片相連，第一探測器、第二探測器和第三探測器均與調制解調模塊相連；經第二耦合器分束進入λ/4波片的光被轉變為兩束圓偏振光后直接進入敏感光纖，經敏感光纖傳播至反射鏡后被反射后，依次經敏感光纖和λ/4波片，返回至Y波導形成干涉光，干涉光依次第一耦合器和第一探測器傳送至調制解調模塊，所述調制解調模塊與Y波導相連以實現閉環控制。

技術領域

本發明屬于電力領域，尤其涉及一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置及方法。

背景技術

光纖電流互感器作為新型電流測量設備，具有絕緣簡單、體積小、安全可靠、數字化、計量、測量、保護一體化等優點，是智能變電站建設的關鍵裝備。國外對光纖電流互感器研制起步較早，也最早進行掛網運行。我國光纖電流互感器研制起步較晚，但發展迅速，技術水平進步較大，近些年來特別是在智能化變電站建設需求牽引下，光纖電流互感器市場需求不斷增加，已經在智能化變電站中小批量應用。光纖電流互感器代表了互感器產業的發展方向，在未來光纖電流互感器必將逐步替代傳統電磁互感器成為電力測量領域主流配置裝備。

光纖電流互感器作為電流傳感類型的電流測量設備，主要原理為利用磁光法拉第原理，即偏振光在電流產生的磁場中發生偏轉，偏轉角與電流大小成正比。光纖電流互感器利用互易光路干涉原理，將電流引起的相位變化轉化為光強度變化，光強信號經光電探測器轉化為電信號后，再由A/D進行采樣，并對采樣數據進行解調最終得到電流數據。

光纖電流互感器屬于光纖傳感設備，其光路的狀態決定其產品性能、可靠性。智能變電站對光纖電流互感器可靠性、智能化程度的要求極高，要求光纖電流互感器設備在出現性能劣化時發出預警、維護信號，出現故障時，能及時進行自診斷并給出告警信息，避免設備自身出現質量故障，發出錯誤測量數據，造成電力系統后端繼電保護裝置出現誤操作、誤斷電。

綜上所述，光纖電流互感器需要完善的光路自診斷功能，目前光纖電流互感器光路告警功能基本能夠診斷出光路故障，但是，故障診斷數據信息有限，為保證設備的可靠性，光纖電流互感器的自診斷設計較為嚴格，經常出現過度診斷情況，造成正常設備停運及報修，當光纖電流互感器出現故障時，無法精確測定光纖電流互感器的光路故障位置。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的第一目的是提供一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，其通過采用光路中不同節點處的光強大小，由調制解調模塊針對解調出的光強數據與相對應閾值比較來精確判斷光路故障。

本發明的一種光纖電流互感器用光路故障自診斷告警裝置，包括第一耦合器，第一耦合器的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口分別與光源、第一探測器、Y波導和第二探測器對應連接；Y波導還通過第二耦合器分別與第三探測器和λ/4波片相連，第一探測器、第二探測器和第三探測器均與調制解調模塊相連；

經第二耦合器分束進入λ/4波片的光被轉變為兩束圓偏振光后直接進入敏感光纖，經敏感光纖傳播至反射鏡后被反射后，依次經敏感光纖和λ/4波片，返回至Y波導形成干涉光，干涉光依次第一耦合器和第一探測器傳送至調制解調模塊，所述調制解調模塊與Y波導相連以實現閉環控制；所述調制解調模塊，被配置為：

根據第一探測器傳送來信號中的直流量和交流量分別對應解調出第一光強數據和第二光強數據；分別根據第二探測器和第三探測器傳送來的信號對應解調出第三光強數據和第四光強數據；

將第一光強數據、第二光強數據、第三光強數據和第四光強數據分別與相對應的閾值相比較來判斷光路故障位置。

其中，第一探測器所接收的信號包括直流和交流兩部分，直流光強由噪聲光強、干涉光強直流部分組成，交流部分由交流電引起相位變化有關的干涉光強部分組成。