[發(fā)明專利]基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法及裝置、弧光保護(hù)設(shè)備

有效

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• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109842086B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁文武;毛文奇;李輝;劉海峰;朱維鈞;李喜桂;黎剛;艾圣芳;徐浩;陳希;余斌;嚴(yán)亞兵;吳晉波;洪權(quán);郭思源;劉潮;臧欣
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖南省電力有限公司;國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H7/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開了一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法及方法對應(yīng)的裝置，本發(fā)明不僅可以基于自檢光實現(xiàn)對光敏元件的通斷檢測，還能夠根據(jù)光敏元件輸出的檢測信號的幅值變化率實現(xiàn)對光敏元件的線性度檢測，通過線性度來判斷光敏元件的老化程度是否達(dá)標(biāo)，從而有效地解決了光敏元件的老化檢測的問題；本發(fā)明還提供一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢裝置的電路實現(xiàn)以及弧光保護(hù)設(shè)備，其通過增加的自檢光發(fā)光單元和檢測光采集處理單元能夠用于基于自檢光實現(xiàn)對光敏元件的通斷檢測、根據(jù)光敏元件輸出的檢測信號的幅值變化率實現(xiàn)對光敏元件的線性度檢測，而且還可以將其應(yīng)用于其他更多可能基于自檢光實現(xiàn)的自檢方式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，涉及電力系統(tǒng)的弧光保護(hù)，具體涉及一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法及裝置、弧光保護(hù)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，中低壓開關(guān)柜母線保護(hù)主要是利用變壓器后備保護(hù)中的過流保護(hù)來切除母線短路故障。但該方法存在故障切除時間過長，從而導(dǎo)致設(shè)備損傷程度加大的問題。電力系統(tǒng)弧光保護(hù)的基本原理是基于弧光和電流雙判據(jù)使斷路器動作以保護(hù)母線。該保護(hù)在中低壓母線發(fā)生故障時，能夠在電弧光燃燒危害擴(kuò)大前切除故障，確保人員安全并將故障損失降至最低。但電力系統(tǒng)弧光保護(hù)裝置普遍存在由于表面銹斑等外界環(huán)境因素引起的傳感器探頭故障問題以及由于傳感器光軸偏移或輸入光亮變化引起的保護(hù)誤動問題，這些都降低了弧光保護(hù)靈敏性和可靠性。為了避免上述問題的發(fā)生，就需要在弧光保護(hù)中加入傳感器探頭的自檢功能，使傳感器在保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)傳感器可能發(fā)生故障的預(yù)報功能并且避免光源變化引起保護(hù)誤動。

傳統(tǒng)弧光傳感器的自檢采用方波信號作為激勵源，改變方波信號的頻率以及占空比即可對激勵源頻率以及光亮強(qiáng)度的控制。該法的激勵源只有亮、暗兩種狀態(tài)，且自檢電路僅能以測量通道的“通斷”狀態(tài)為依據(jù)進(jìn)行傳感器的自檢。但是，光敏元件屬于易老化的部件，光敏元件的老化會導(dǎo)致發(fā)生故障的預(yù)報功能并且避免光源變化引起保護(hù)誤動，因此如何實現(xiàn)弧光傳感器的老化檢測，已經(jīng)成為一項亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法及方法對應(yīng)的裝置，本發(fā)明不僅可以基于自檢光實現(xiàn)對光敏元件的通斷檢測，還能夠根據(jù)光敏元件輸出的檢測信號的幅值變化率實現(xiàn)對光敏元件的線性度檢測，通過線性度來判斷光敏元件的老化程度是否達(dá)標(biāo)，從而有效地解決了光敏元件的老化檢測的問題；本發(fā)明還提供一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢裝置的電路實現(xiàn)以及弧光保護(hù)設(shè)備，其通過增加的自檢光發(fā)光單元和檢測光采集處理單元能夠為本發(fā)明前述基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法提供基礎(chǔ)硬件條件，從而用于基于自檢光實現(xiàn)對光敏元件的通斷檢測、根據(jù)光敏元件輸出的檢測信號的幅值變化率實現(xiàn)對光敏元件的線性度檢測，而且還可以將其應(yīng)用于其他更多可能基于自檢光實現(xiàn)的自檢方式。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種基于三角波激勵源的弧光傳感器自檢方法，實施步驟包括：

1)通過三角波激勵源生成激勵信號驅(qū)動光源向目標(biāo)弧光傳感器的光敏元件發(fā)出自檢光，使自檢光以固定頻率f閃爍且亮度根據(jù)激勵信號的幅值連續(xù)變化而發(fā)生連續(xù)變化；

2)判斷是否接收到目標(biāo)弧光傳感器的光敏元件輸出的檢測信號，如果收到檢測信號則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)；否則判定目標(biāo)弧光傳感器設(shè)備故障并退出；

3)獲取目標(biāo)弧光傳感器的光敏元件輸出的檢測信號的幅值變化率，判斷激勵信號的幅值變化率、檢測信號的幅值變化率兩者是否一致，如果一致則判定光敏元件的線性度達(dá)標(biāo)；否則，判定光敏元件的線性度不達(dá)標(biāo)。

可選地，步驟3)中還包括將檢測信號的幅值和預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較的步驟，且如果檢測信號的幅值大于預(yù)設(shè)閾值，則判定目標(biāo)弧光傳感器的光敏元件輸出的檢測信號為弧光信號，且目標(biāo)弧光傳感器能夠正常接收弧光信號。