[發明專利]一種基于磁光測量元件的相差保護方法及系統

有效

• 申請號: 202010065338.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111224387B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉世明;趙永森;王波;南天琦;韓波
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/30;G01R15/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，包括：

將磁光測量元件放置在靠近交流線路或電纜的附近；

通過光纖給磁光測量元件輸入恒定光強的偏振光；

線路電流產生的磁場使偏振光的偏振面發生旋轉，于是輸出的偏振光經過檢偏器后光強發生變化，周期性的交流電流產生周期性變化的光強；

通過比較兩端光強的波形相位實現相差保護；

將磁光測量元件輸出的光信號，直接通過光纖傳輸到對端，在對端將光強轉換成數字量進行相位比較，省略了對通信通道和兩端采樣同步的需求；

磁光測量元件的輸出光強經光電二極管電路轉變成電壓信號，對該電壓進行數字采樣，并濾除直流，保留周期分量部分；

然后對周期分量的采樣脈沖進行比相，對兩端波形每一次采樣值進行極性比較，當它們的極性相同時，比較結果置1，反之則置0，累計半個周波內的比較結果，則保護動作的條件為：

其中，N是每個基波周期的采樣點數；Ps(k)是第k個采樣點的比較結果；φ_set是整定值。

2.如權利要求1所述的一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，所述磁光測量元件是基于法拉第磁光效應的光學元件。

3.如權利要求1所述的一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，所述輸出的偏振光的光強波形是在一個恒定值的基礎上，減去一個正弦量而形成的具有周期性的波形；

其中，該恒定值由輸入光強決定，正弦量的基波頻率和相位與線路電流的基波頻率和相位相同。

4.如權利要求3所述的一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，應用相差保護判據，比較被保護線路兩側出射光強的基波相位，實現基于磁光測量元件的相差保護。

5.如權利要求1所述的一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，交流線路或電纜兩端磁光測量元件測量的光強信號，就地轉換成數字量，通過通信通道傳遞給對端，實現相位比較。

6.如權利要求5所述的一種基于磁光測量元件的相差保護方法，其特征是，相差保護接受本端測量的磁光測量元件的相位信息，以及通信通道傳來的對端的相位信息，當兩端相位差在[-180°+φ_set,180°-φ_set]范圍內時，保護動作，其中φ_set是相差保護整定值。

7.一種基于磁光測量元件的相差保護系統，其特征是，包括：光學回路單元及電氣回路單元；

光學回路單元中磁光測量元件放置在靠近交流線路或電纜的附近；通過光纖給磁光測量元件輸入恒定光強的偏振光；線路電流產生的磁場使偏振光的偏振面發生旋轉；

電氣回路單元，將光強轉換成電壓，對電壓信號進行采樣，得到基波相位，通過比較兩端光強的波形相位實現相差保護；

將磁光測量元件輸出的光信號，直接通過光纖傳輸到對端，在對端將光強轉換成數字量進行相位比較，省略了對通信通道和兩端采樣同步的需求；

磁光測量元件的輸出光強經光電二極管電路轉變成電壓信號，對該電壓進行數字采樣，并濾除直流，保留周期分量部分；

然后對周期分量的采樣脈沖進行比相，對兩端波形每一次采樣值進行極性比較，當它們的極性相同時，比較結果置1，反之則置0，累計半個周波內的比較結果，則保護動作的條件為：

其中，N是每個基波周期的采樣點數；Ps(k)是第k個采樣點的比較結果；φ_set是整定值。