有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于智能電網(wǎng)設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種有源電子 式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，電子式互感器被越來越廣泛地應(yīng)用。依照國際電工委 員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，電子式互感器可以分為有源式和無源式兩種。有源式是指傳感頭部分采用傳 統(tǒng)的傳感原理，僅利用光纖傳輸數(shù)據(jù)的電子式互感器，由于光纖只能夠傳輸數(shù)字信號(hào)，所以 勢必要設(shè)計(jì)相應(yīng)的電子電路以滿足高壓側(cè)對(duì)傳感頭的輸出信號(hào)進(jìn)行模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn) 換需求，因而也就帶來了電路的供能問題，這是有源電子式互感器研宄中的難點(diǎn)和關(guān)鍵技 術(shù)。
[0003] 對(duì)于上述的供能問題，在目前有源電子式互感器方案中應(yīng)用最廣的是采用由CT 供能和激光器供能組成的復(fù)合供能技術(shù)，如圖1所示，有源電子式互感器主要由傳感元件 1、取能元件2、高壓側(cè)電路4、供能電路5等組成。合并單元12用于接收有源電子式互感器 的信號(hào)，并進(jìn)行處理，發(fā)送給后續(xù)的測量裝置10和繼電保護(hù)裝置11，其內(nèi)部供能激光器作 為互感器供能電源的一部分，可對(duì)互感器進(jìn)行供能。有源電子式互感器有兩個(gè)供能來源：CT 供能電路5和光電池6。當(dāng)一次母線3電流較大時(shí)，由取能元件2從母線3上取能，經(jīng)過供 能電路5整流、濾波、穩(wěn)壓等進(jìn)行處理后，提供給高壓側(cè)電路4所必需的電源。當(dāng)一次母線 3電流較小時(shí)，采用激光供能方式，由大功率激光管8通過光纖7將光能傳送至高壓側(cè)的光 電池6,由光電池將光能量轉(zhuǎn)換為電能量，再經(jīng)過DC-DC變換后提供穩(wěn)定的電源輸出。這種 方法既可以避免CT供能的死區(qū)問題，也可以降低大功率激光器工作的時(shí)間，延長其壽命。
[0004] 在采用了激光供能的有源電子式互感器應(yīng)用方案中，由于供能的重要性，對(duì)供能 激光器狀態(tài)性能的可靠監(jiān)測就顯得十分重要，尤其是對(duì)供能激光器壽命的監(jiān)測。而對(duì)激光 器壽命的監(jiān)測，又分為故障壽命監(jiān)測和老化壽命監(jiān)測。
[0005] 目前，對(duì)供能激光器故障壽命監(jiān)測方面的研宄較多，大都是將激光器實(shí)際情況下 的工作狀態(tài)與正常工作條件下的工作狀態(tài)進(jìn)行比較，以此判斷供能激光器是否出現(xiàn)故障。 而對(duì)供能激光器老化壽命監(jiān)測方面的研宄較少，尚缺乏對(duì)環(huán)境適用性強(qiáng)、可靠性高的監(jiān)測 方法，現(xiàn)有的技術(shù)方案不能直接對(duì)激光器老化壽命進(jìn)行評(píng)估，而至多只是間接評(píng)估，壽命預(yù) 測，從而對(duì)供能激光器的檢修也只能采取故障檢修或定期檢修，這與用壽命直接評(píng)估技術(shù) 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修相比，可靠性低，經(jīng)濟(jì)性差。因此迫切需要一種能夠?qū)す馄骼匣瘔勖M(jìn)行直 接監(jiān)測的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更為可靠的激光器狀態(tài)檢修。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)合并單元內(nèi)部供能激光器的老化壽命不能進(jìn)行 在線直接監(jiān)測的不足，提供了一種有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測系 統(tǒng)，該系統(tǒng)可直接在線監(jiān)測激光器的正常老化壽命，實(shí)現(xiàn)了激光器的狀態(tài)檢修。
[0007] 為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0008] 一種有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：傳感單元、單 片機(jī)、計(jì)算機(jī)：
[0009] 傳感單元包括電壓傳感器、電流傳感器，其中，電流傳感器安裝于直流電源給合并 單元供電的進(jìn)線處，以采集合并單元供電電流信號(hào)；電壓傳感器，與合并單元并聯(lián)連接，用 于采集合并單元供電電壓信號(hào)；
[0010] 單片機(jī)的信號(hào)接口與電流傳感器和電壓傳感器連接，用于接收電壓、電流模擬信 號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過通信總線發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
[0011] 計(jì)算機(jī)連接單片機(jī)與合并單元，接收合并單元供電電壓、電流信號(hào)數(shù)據(jù)及母線上 的電流信號(hào)數(shù)據(jù)，為進(jìn)行壽命監(jiān)測提供相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0012] 所述計(jì)算機(jī)上安裝有常規(guī)的監(jiān)測程序，用于對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行閾值判斷，自動(dòng)顯示 壽命情況。
[0013] 本實(shí)用新型通過采集合并單元供電電流信號(hào)，對(duì)激光器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0014] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0015] 本實(shí)用新型系統(tǒng)通過直接測量合并單元供電電源電流來實(shí)現(xiàn)對(duì)供能激光器工作 電流的間接測量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)供能激光器正常老化壽命的直接在線監(jiān)測，填補(bǔ)了電子式電 流互感器正常老化壽命直接在線監(jiān)測的空白，具有可靠性高，環(huán)境適用性強(qiáng)，且便于移植的 優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是有源電子式互感器復(fù)合供能原理圖；
[0017] 圖2是本實(shí)用新型的有源電子式互感器的供能激光器老化壽命監(jiān)測系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖3是供能激光器輸出光功率與其驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，其中，曲線a是激光器正常情 況下的P-I曲線，曲線b是激光器老化情況下的P-I曲線；
[0019] 圖4是供能激光器驅(qū)動(dòng)電源原理示意圖；
[0020] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：
[0021] 1-傳感元件，2-取能元件，3-高壓母線，4-高壓側(cè)電路，5-供能電路，6-光電池，7-光纖，8-大功率激光器，9-低壓側(cè)電路，10-測量裝置，11-繼電保護(hù)裝置，12-合并單元， 13-DC-DC電源，14-激光器驅(qū)動(dòng)電源（恒流源），15-激光二極管，16-直流電源，17-電流傳 感器，18-電壓傳感器，19-單片機(jī)，20-通信總線，21-計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所 涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0023] 如圖2所示，一種用于實(shí)現(xiàn)有源電子式互感器的供能激光器在線壽命直接監(jiān)測系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：直流電源16用于給合并單元12供電；電流傳感器17安裝于直流電源給合 并單元12供電的進(jìn)線處，以采集合并單元12供電電流信號(hào)；電壓傳