專利名稱：光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備測量技術(shù)，更確切地說涉及一種互感器的校準(zhǔn)及監(jiān)測技術(shù)。
背景技術(shù)：
智能電網(wǎng)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，互感器是電力系統(tǒng)中電能計(jì)量和繼電保護(hù)的重要設(shè)備，其長期穩(wěn)定性、可靠性、安全性與電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。傳統(tǒng)電磁感應(yīng)式互感器基于電磁感應(yīng)原理，應(yīng)用已有一百多年的歷史，但它們存在易燃、易爆等缺點(diǎn)，已不能滿足新型電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。電子式電壓互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比具有高精度，高線性度，寬頻帶，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。電子式電壓互感器可以根據(jù)需要輸出低壓模擬量和數(shù)字量，可直接用于微機(jī)保護(hù)和電子式計(jì)量設(shè)備，而且能實(shí)現(xiàn)在線檢測和故障診斷，適應(yīng)了電力系統(tǒng)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的需要。光學(xué)互感器是當(dāng)前新一代的傳感器。它具有安全、可靠、智能、精確、低碳等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)互感器無可比擬的，替代傳統(tǒng)互感器在智能電網(wǎng)上的廣泛應(yīng)用也是必然的趨勢。光學(xué)互感器的性能指標(biāo)就直接影響著智能電網(wǎng)的安全、可靠及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前的光學(xué)互感器校準(zhǔn)技術(shù)都需要變電站現(xiàn)場斷電、給電，給測量帶來很大的不便。因此對光學(xué)互感器進(jìn)行可靠的、方便的現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)是亟待研究和開發(fā)的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測方法，可實(shí)現(xiàn)在不斷電的情況下，對光學(xué)互感器進(jìn)行安全、精確的校準(zhǔn)及運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。本發(fā)明的第二目的在于提供實(shí)施上述方法的光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的其包括以下步驟
1、設(shè)置等安匝光纖敏感環(huán)，其包括等安匝線纜、光纖、光纖出線口、敏感環(huán)本體、襯板、密封圈、線纜進(jìn)線口、線纜盲段接地螺釘、絕緣蓋；光纖通過光纖出線口在敏感環(huán)本體內(nèi)進(jìn)行纏繞；在纏繞有光纖的敏感環(huán)本體上安裝襯板，襯板配合密封圈密封光纖；等安匝線纜通過線纜進(jìn)線口在襯板上對稱纏繞三處，每處纏繞100 300圈，并連接線纜盲段接地螺釘；在敏感環(huán)本體上下兩面安裝絕緣蓋；
2、設(shè)置電流發(fā)生模塊，其產(chǎn)生電流信號(hào)，輸出至等安匝線纜；
3、設(shè)置校準(zhǔn)模塊，采集等安匝線纜中的電流信號(hào)；
4、校準(zhǔn)模塊內(nèi)部利用高頻時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)秒脈沖，輸出給合并單元；
5、合并單元輸出同步信號(hào)到CT電氣單元；
6、CT電氣單元發(fā)出光信號(hào)感應(yīng)等安匝光纖敏感環(huán)上的電流信號(hào)，并經(jīng)過FOCT光纜傳輸回CT電氣單元，接收到合并單元提供的同步信號(hào)后，將對應(yīng)時(shí)標(biāo)采集到的數(shù)據(jù)處理后組幀發(fā)送給合并單元； 7、合并單元在接收到校準(zhǔn)模塊發(fā)送的秒脈沖后，把CT數(shù)據(jù)組幀發(fā)送給校準(zhǔn)模塊；
8、校準(zhǔn)模塊讀取合并單元發(fā)送的數(shù)據(jù)，將自己采集到的電流值和對應(yīng)的CT電氣單元電流值打包發(fā)給在線運(yùn)行監(jiān)測模塊；
9、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊收到校準(zhǔn)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)后，找到相同幀號(hào)的電流數(shù)據(jù)，比較后得到比差值、角差值；
10、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊將得出的比差值、角差值通過以太網(wǎng)傳送到計(jì)算機(jī)上。本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括計(jì)算機(jī)、校準(zhǔn)單元、合并單元、CT電氣單元、FOCT光纜、GIS、等安匝光纖敏感環(huán)、等安匝線纜；所述的校準(zhǔn)單元包括校準(zhǔn)模塊、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊、電流發(fā)生模塊；所述的等安匝光纖敏感環(huán)安裝在GIS內(nèi)；電流發(fā)生模塊產(chǎn)生電流信號(hào)，輸出至等安匝線纜；校準(zhǔn)模塊分別與合并單元、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊相連，在線運(yùn)行監(jiān)測模塊連接計(jì)算機(jī)；合并單元與CT電氣單元相連；CT電氣單元通過FOCT光纜感應(yīng)等安匝光纖敏感環(huán)上的電流信號(hào)。校準(zhǔn)模塊通過與合并單元和CT電氣單元進(jìn)行時(shí)標(biāo)對準(zhǔn)，將同一時(shí)刻CT電氣單元采集到的電流信號(hào)通過光纖連接經(jīng)合并單元處理后采集到等安匝線纜中的電流信號(hào)。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過將校準(zhǔn)模塊、合并單元和CT電氣單元進(jìn)行同步，校驗(yàn)?zāi)K和光學(xué)互感器測量得到相同時(shí)刻的電流值，通過計(jì)算機(jī)就能監(jiān)測比差值、角差值的變化，從而得到光學(xué)互感器的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)在不斷電的情況下，對光學(xué)互感器進(jìn)行安全、精確的校準(zhǔn)及運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，且速度快、效率高，完全滿足智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明等安匝光纖敏感環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明等安匝光纖敏感環(huán)的剖視圖。圖1中，1.計(jì)算機(jī)，2.校準(zhǔn)模塊，3.在線運(yùn)行監(jiān)測模塊，4.電流發(fā)生模塊，5.校準(zhǔn)單元，6.合并單元，7. CT電氣單元，8. FOCT光纜，9. GIS，10.等安匝光纖敏感環(huán)。圖2、3中，11.等安匝線纜，12.光纖，13.光纖出線口，14.敏感環(huán)本體，15.襯板，
16.密封圈，17.線纜進(jìn)線口，18.線纜盲段接地螺釘，19.絕緣蓋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明所述的光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)1、校準(zhǔn)單元5、合并單元6、CT電氣單元7、F0CT光纜8、GIS9、等安匝光纖敏感環(huán)10，所述的校準(zhǔn)單元5包括校準(zhǔn)模塊2、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3、電流發(fā)生模塊4。所述的GIS9是氣體絕緣組合電器設(shè)備，用于安裝等安匝光纖敏感環(huán)10。如圖2、3所示，所述的等安匝光纖敏感環(huán)10包括等安匝線纜11，光纖12，光纖出線口 13，敏感環(huán)本體14，襯板15，密封圈16，線纜進(jìn)線口 17，線纜盲段接地螺釘18，絕緣蓋
19。光纖12經(jīng)由光纖出線口 13進(jìn)出等安匝光纖敏感環(huán)10，在敏感環(huán)本體14內(nèi)進(jìn)行纏繞；在纏繞有光纖12的敏感環(huán)本體14上安裝襯板15,襯板15配合密封圈16密封光纖12,進(jìn)行防護(hù)；等安匝線纜11經(jīng)線纜進(jìn)線口 17進(jìn)入等安匝光纖敏感環(huán)10，在襯板15上對稱纏繞三處，每處纏繞100 300圈，并連接線纜盲段接地螺釘18，進(jìn)行接地處理；等安匝線纜11纏繞的具體圈數(shù)根據(jù)等安匝光纖敏感環(huán)10的大小而定，比如等安匝光纖敏感環(huán)10直徑為300mm時(shí)，纏繞150圈左右；在敏感環(huán)本體14上下兩面安裝絕緣蓋19，對等安匝光纖敏感環(huán)10進(jìn)行絕緣和防護(hù)。電流發(fā)生模塊4產(chǎn)生電流信號(hào)，輸出至等安匝光纖敏感環(huán)10里的等安匝線纜11 ；校準(zhǔn)模塊2分別與合并單元6、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3相連，在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3連接計(jì)算機(jī)I ;合并單元6與CT電氣單元7相連；CT電氣單元7通過FOCT光纜8感應(yīng)等安匝光纖敏感環(huán)10上的電流信號(hào)；校準(zhǔn)模塊2通過與合并單元6和CT電氣單元7進(jìn)行時(shí)標(biāo)對準(zhǔn)，將同一時(shí)刻CT電氣單元4采集到的電流信號(hào)通過光纖連接經(jīng)合并單元6處理后采集到等安匝線纜11中的電流信號(hào)。本發(fā)明利用上述的光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對光學(xué)互感器的校準(zhǔn)及在線運(yùn)行監(jiān)測1、電流發(fā)生模塊4產(chǎn)生I 2A的電流信號(hào)，輸出至等安匝線纜11。2、校準(zhǔn)模塊2采集等安匝線纜11中的電流信號(hào)。3、校準(zhǔn)模塊2內(nèi)部利用高頻時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)秒脈沖，占空比為3 :7，以從無光到有光為對齊點(diǎn)，并輸出給合并單元6，同時(shí)標(biāo)校模塊2由秒脈沖分頻得到頻率為4000Hz的同步信號(hào)，用O 3999表示，記作時(shí)標(biāo)，以秒脈沖從無光到有光沿開始計(jì)數(shù)，依次遞增，到3999后重新計(jì)數(shù)。標(biāo)校模塊2在同步信號(hào)的下降沿進(jìn)入中斷采集數(shù)據(jù)。4、合并單元6接收到標(biāo)校模塊2發(fā)出的秒脈沖后也分頻得到一個(gè)4000Hz的同步信號(hào)，并輸出給CT電氣單兀7?？梢?標(biāo)校模塊2和合并單兀6相同時(shí)標(biāo)所對應(yīng)同步信號(hào)的下降沿是對齊的。5、CT電氣單元7發(fā)出光信號(hào)感應(yīng)敏感環(huán)10上的電流信號(hào)，并經(jīng)過FOCT光纜8傳輸回CT電氣單元7，在接收到合并單元6提供的同步信號(hào)后，在時(shí)標(biāo)為N同步信號(hào)下降沿進(jìn)入中斷采集電流數(shù)據(jù)，該電流數(shù)據(jù)實(shí)際為(N+t)時(shí)刻的電流值，t〈l，然后利用前一個(gè)周期采集的電流數(shù)據(jù)作差值，作為當(dāng)前同步信號(hào)下降沿時(shí)刻的電流值，然后組幀發(fā)送給合并單元6。6、合并單元6在時(shí)標(biāo)為(N+1)同步信號(hào)下降沿進(jìn)入中斷，接收到CT電氣單元7在時(shí)標(biāo)為N時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)，在接收到校準(zhǔn)模塊發(fā)送的秒脈沖后，然后把自身當(dāng)前時(shí)標(biāo)和CT數(shù)據(jù)一起組幀發(fā)送給標(biāo)校模塊2。7、校準(zhǔn)模塊2在時(shí)標(biāo)為(N+2)周期下降沿進(jìn)入中斷讀取合并單元6在(N+1)發(fā)送的數(shù)據(jù)，利用(N+2)周期和(N+1)周期的數(shù)據(jù)作差值得到(N+2)周期下降沿的電流值，然后標(biāo)校模塊2把自身時(shí)標(biāo)、自身采集到的電流值、接收到合并單元6的時(shí)標(biāo)和對應(yīng)的CT電氣單元7電流值打包發(fā)給在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3。8、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3收到校準(zhǔn)模塊2發(fā)送的數(shù)據(jù)后，找到相同幀號(hào)的電流數(shù)據(jù)，比較后得到比差值、角差值。9、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊3將得出的比差值、角差值通過以太網(wǎng)傳送到計(jì)算機(jī)I上。10、通過計(jì)算機(jī)I就能監(jiān)測比差值、角差值的變化，從而得到光學(xué)互感器的性能指標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測方法，包括以下步驟 (1)設(shè)置等安匝光纖敏感環(huán)(10)，其包括等安匝線纜(11)、光纖(12)、光纖出線口(13)、敏感環(huán)本體(14)、襯板(15)、密封圈(16)、線纜進(jìn)線口(17)、線纜盲段接地螺釘(18)、絕緣蓋(19);光纖(12)通過光纖出線口(13)在敏感環(huán)本體(14)內(nèi)進(jìn)行纏繞；在纏繞有光纖(12)的敏感環(huán)本體(14)上安裝襯板(15)，襯板(15)配合密封圈(16)密封光纖(12)；等安匝線纜(11)通過線纜進(jìn)線口(17)在襯板(15)上對稱纏繞三處，每處纏繞100-300圈，并連接線纜盲段接地螺釘(18);在敏感環(huán)本體(14)上下兩面安裝絕緣蓋(19)； (2)設(shè)置電流發(fā)生模塊(4)，其產(chǎn)生電流信號(hào)，輸出至等安匝線纜(11)； (3)設(shè)置校準(zhǔn)模塊(2)，采集等安匝線纜(11)中的電流信號(hào)； (4)校準(zhǔn)模塊(2)內(nèi)部利用高頻時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)秒脈沖，輸出給合并單元(6)； (5)合并單元(6)輸出同步信號(hào)到CT電氣單元(7)； (6)CT電氣單元(7)發(fā)出光信號(hào)感應(yīng)等安匝光纖敏感環(huán)(10)上的電流信號(hào)，并經(jīng)過FOCT光纜(8)傳輸回CT電氣單元(7)，接收到合并單元(6)提供的同步信號(hào)后，將對應(yīng)時(shí)標(biāo)采集到的數(shù)據(jù)處理后組幀發(fā)送給合并單元(6)； (7)合并單元(6)在接收到校準(zhǔn)模塊(2)發(fā)送的秒脈沖后，把CT數(shù)據(jù)組幀發(fā)送給校準(zhǔn)模塊⑵； (8)校準(zhǔn)模塊(2)讀取合并單元(6)發(fā)送的數(shù)據(jù)，將自己采集到的電流值和對應(yīng)的CT電氣單元(7)電流值打包發(fā)給在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)； (9)在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)收到校準(zhǔn)模塊(2)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，找到相同幀號(hào)的電流數(shù)據(jù)，比較后得到比差值、角差值； (10)在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)將得出的比差值、角差值通過以太網(wǎng)傳送到計(jì)算機(jī)(I)上。
2.一種光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)(I)、校準(zhǔn)單元(5)、合并單元(6)、CT電氣單元(7)、F0CT光纜⑶、GIS(9)、等安匝光纖敏感環(huán)(10);所述的校準(zhǔn)單元(5)包括校準(zhǔn)模塊(2)、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)、電流發(fā)生模塊(4)；所述的等安匝光纖敏感環(huán)(10)安裝在GIS (9)內(nèi)；電流發(fā)生模塊⑷產(chǎn)生電流信號(hào)，輸出至等安匝線纜(11);校準(zhǔn)模塊(2)分別與合并單元￠)、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)相連，在線運(yùn)行監(jiān)測模塊(3)連接計(jì)算機(jī)⑴；合并單元(6)與CT電氣單元(7)相連；CT電氣單元(7)通過FOCT光纜⑶感應(yīng)等安匝光纖敏感環(huán)(10)上的電流信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)互感器校準(zhǔn)及運(yùn)行監(jiān)測方法和系統(tǒng)，解決了測量不便的問題，包括計(jì)算機(jī)、校準(zhǔn)模塊、在線運(yùn)行監(jiān)測模塊、電流發(fā)生模塊、合并單元、CT電氣單元、FOCT光纜、GIS、等安匝線纜及等安匝光纖敏感環(huán)，電流發(fā)生模塊產(chǎn)生電流信號(hào)，等安匝線纜放大穿過等安匝光纖敏感環(huán)的電流信號(hào)，標(biāo)校模塊采集等安匝線纜中的電流信號(hào)作標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并接收經(jīng)合并單元組幀后的CT電氣單元在同一時(shí)刻接收到的被測電流，打包發(fā)送給在線運(yùn)行監(jiān)測模塊，在線運(yùn)行監(jiān)測模塊對接收數(shù)據(jù)處理獲得被校光學(xué)互感器的比差值、角差值，送至計(jì)算機(jī)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可實(shí)現(xiàn)在不斷電的情況下對光學(xué)互感器的性能指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，且安全、校準(zhǔn)精度高、速度快、效率高。
文檔編號(hào)G01R31/00GK103064052SQ20121059053
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李淮海, 張志鑫, 劉東偉, 張峰, 譚金權(quán), 孫向東, 石梅榮, 崔錦瑞, 李潔, 何輝 申請人:安徽省電力公司淮北供電公司