本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的光纖電流互感器術(shù)，特別涉及一種高可靠性全光纖電流互感器。

背景技術(shù)：

全光纖電流互感器敏感部分采用全光纖器件，具有絕緣性好，抗電磁干擾性能好、測(cè)量范圍大、響應(yīng)頻帶寬、可測(cè)量交直流、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，正在成為電子式電流互感器發(fā)展的趨勢(shì)。

由于采用較多光學(xué)器件，受外部環(huán)境影響較大，且在之前現(xiàn)場(chǎng)掛網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，全光纖電流互感器也暴露出故障率較高的問題，嚴(yán)重影響了全光纖電流互感器產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。

為了避免全光纖電流互感器在網(wǎng)運(yùn)行過程中的故障，導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電問題，需要在電網(wǎng)中使用高可靠性的電流互感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高可靠性全光纖電流互感器，旨在解決目前光纖電流互感器故障率較高導(dǎo)致電網(wǎng)故障的問題。

為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種高可靠性全光纖電流互感器，包括機(jī)體，機(jī)體包括至少兩套獨(dú)立電路，至少兩套獨(dú)立光路；所述獨(dú)立電路包括電源、狀態(tài)監(jiān)控電路、參數(shù)配置電路、前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、反饋放大電路，獨(dú)立電路的控制器之間設(shè)有通訊接口；所述獨(dú)立光路包括光源、環(huán)形器、起偏器、波導(dǎo)、延遲環(huán)、玻片、傳感環(huán)、探測(cè)器；所述機(jī)體均通過用于輸出獨(dú)立 電路、獨(dú)立光路產(chǎn)生數(shù)據(jù)的接口與用戶連接，接口通過硬切換實(shí)現(xiàn)用戶的交換，接口通過軟切換實(shí)現(xiàn)機(jī)體的交換。

所述獨(dú)立電路能完成電流互感器的調(diào)制解調(diào)、數(shù)據(jù)輸出、狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)配置等主要功能。所述獨(dú)立光路主要完成電流信號(hào)敏感、光信號(hào)調(diào)制及傳輸、光電轉(zhuǎn)換等功能。

所述獨(dú)立電路之間的通訊交換接口，主要是兩套或者多套獨(dú)立電路之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交換接口，是實(shí)現(xiàn)軟切換控制的關(guān)鍵路徑。

所述硬切換是指通過更換獨(dú)立電路與數(shù)據(jù)用戶之間通過更換通訊線纜的連接對(duì)應(yīng)關(guān)系，切換不同獨(dú)立電路輸出數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)用戶之間的連接。該切換適用于獨(dú)立電路出現(xiàn)任何類型故障的場(chǎng)合切換。

所述軟切換是指獨(dú)立電路中的程序改變獨(dú)立電路輸出接口輸出數(shù)據(jù)的來源，達(dá)到不同獨(dú)立電路之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交換，輸出接口固定不變的目的。在某一個(gè)獨(dú)立電路出現(xiàn)故障時(shí)，且故障處不在控制器及通訊接口時(shí)，可通過后臺(tái)設(shè)置，將另外一路獨(dú)立電路的數(shù)據(jù)，通過故障電路通訊接口發(fā)送。

所謂無縫平滑切換是指主獨(dú)立電路在正常工作時(shí)，其余獨(dú)立電路通過獨(dú)立電路之間的交換接口，將主獨(dú)立電路的數(shù)據(jù)與其測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正和同步，讓輸出數(shù)據(jù)與主獨(dú)立電路時(shí)刻保持一致；當(dāng)主獨(dú)立電路發(fā)生故障時(shí)，可以立即切換到備份獨(dú)立電路。切換前后數(shù)據(jù)由于經(jīng)過修正，不會(huì)出現(xiàn)跳變，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑切換。

所述硬切換和軟切換，可以實(shí)現(xiàn)主獨(dú)立電路向其余電路切換，也可實(shí)現(xiàn)其余電路向主獨(dú)立電路切換。切換過程可通過后臺(tái)配置，也可 通過軟件自動(dòng)切換，是否自動(dòng)切換可通過后臺(tái)配置。

所述獨(dú)立電路，在網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，均正常上電工作，處于熱備份狀態(tài)。

所述高可靠性全光纖電流互感器，兩套或者多套電路和光路，均封裝在同一個(gè)結(jié)構(gòu)中，然后將結(jié)構(gòu)插接在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：1)本實(shí)用新型采用備份方式(雙備份或者多備份)及切換技術(shù)(硬切換、軟切換)，能提高設(shè)備在網(wǎng)運(yùn)行的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間，從而提高設(shè)備綜合可靠性；2)備份與主份之間可通過切換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的變化，簡(jiǎn)化了故障處理流程，加快故障修復(fù)速度；3)備份與主份之間可通過軟切換實(shí)現(xiàn)無縫切換，其中一個(gè)設(shè)備故障后，不影響電流互感器在網(wǎng)運(yùn)行；4)兩套或多套電路和光路封裝在同一結(jié)構(gòu)中，外觀上為一臺(tái)電流互感器，節(jié)省了安裝空間。5)主份與備份電路之間通過采用軟件自動(dòng)修正同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各路輸出數(shù)據(jù)均相同。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型電路雙備份示意圖；

圖2為本實(shí)用新型光路雙備份示意圖；

圖3為本實(shí)用新型雙備份未切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型雙備份硬切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖；

圖5為本實(shí)用新型雙備份軟切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖；

其中，1、主份電路，11、主電源，12、主狀態(tài)監(jiān)控電路，13、主參數(shù)配置電路，14、主前置放大電路，15、主模數(shù)轉(zhuǎn)換器，16、主控制器，17、主數(shù)模轉(zhuǎn)換器，18、主反饋放大電路， 2、備份電路，21、備電源，22、備狀態(tài)監(jiān)控電路，23、備參數(shù)配置電路，24、備前置放大電路，25、備模數(shù)轉(zhuǎn)換器，26、備控制器，27、備數(shù)模轉(zhuǎn)換器，28、備反饋放大電路，3、主份光路，31、主探測(cè)器，32、主光源，33、主環(huán)形器，34、主起偏器，35、主波導(dǎo)，36、主延遲環(huán)，37、主玻片，38、主傳感環(huán)，4、備份光路，41、備探測(cè)器，42、備光源，43、備環(huán)形器，44、備起偏器，45、備波導(dǎo)，46、備延遲環(huán)，47、備玻片，48、主傳感環(huán)，5、主接口，6、備接口，7、主用戶，8、備用戶。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示為本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器電路雙備份示意圖，圖中包含主份電路1和備份電路2，其中主份電路1采用主電源11供電，主份電路包括但不限于主狀態(tài)監(jiān)控電路12、主參數(shù)配置電路13、主前置放大電路14、主模數(shù)轉(zhuǎn)換器15、主控制器16、主數(shù)模轉(zhuǎn)換器17、主反饋放大電路18；備份電路2采用備電源21供電，包括但不限于備狀態(tài)監(jiān)控電路22、備參數(shù)配置電路23、備前置放大電路24、備模數(shù)轉(zhuǎn)換器25、備控制器26、備數(shù)模轉(zhuǎn)換器27、備反饋放大電路28；

主控制器16與備控制器26之間有通訊接口，該通訊接口可以為并口或者串口形式，握手信號(hào)可以采用專用控制信號(hào)線，也可以幀編碼進(jìn) 行握手。該通訊接口可以用于兩個(gè)控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信號(hào)等的交換。

主份電路1和備份電路2的供電系統(tǒng)和信號(hào)處理鏈路完全獨(dú)立，其中任何一路出現(xiàn)故障而停止工作時(shí)，不影響其余電路的正常工作。

如圖2所示為本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器光路雙備份示意圖，圖中包含主份光路3和備份光路4，其中主份光路包括但不限于主光源32、主環(huán)形器33、主起偏器34、主波導(dǎo)35、主延遲環(huán)36、主玻片37、主傳感環(huán)38、主探測(cè)器31；備份光路4包括但不限于備光源42、備環(huán)形器43、備起偏器44、備波導(dǎo)45、備延遲環(huán)46、備玻片47、備傳感環(huán)48、備探測(cè)器41；

主份光路3和備份光路4在空間上與功能上完全獨(dú)立，互不影響對(duì)方工作。其中任何一路出現(xiàn)故障而停止工作時(shí)，不影響其余光路的正常工作。

如圖3所示為本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器雙備份未切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖，主接口5與主用戶7相連接，備接口6與備用戶8相連接。主接口5輸出主光路3與主電路1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；備接口6輸出備光路4與備電路2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；主用戶7與備用戶8指需要使用光纖電流互感器數(shù)據(jù)的設(shè)備，如果沒有備用戶8，備接口6可以不連接。

如圖4所示為本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器雙備份硬切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖，硬切換是指通過人為更改硬件達(dá)到數(shù)據(jù)切換目的，適用于發(fā)生任何故障時(shí)，主備份的切換。其中主接口5 與備用戶8相連接，備接口6與備用戶7相連接。主接口5輸出主光路3與主電路1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；備接口6輸出備光路4與備電路2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；通過該切換后，實(shí)現(xiàn)接收主數(shù)據(jù)與備數(shù)據(jù)輸出用戶的交換。如圖5所示為本實(shí)用新型一種高可靠性全光纖電流互感器雙備份軟切換時(shí)輸出與用戶連接示意圖，軟切換是指在主控制器16和備控制器26中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)切換，使得主接口5和備接口6在不改變物理連接的情況下，輸出數(shù)據(jù)發(fā)生主備份切換。其中主接口5與主用戶7相連接，備接口6與備用戶8相連接。主接口5輸出備光路4與備電路2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；備接口6輸出輸出主光路3與主電路1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；所有數(shù)據(jù)切換通過軟件實(shí)現(xiàn)。

主份互感器與備份互感器之間，采用自動(dòng)跟蹤修正技術(shù)，讓備份數(shù)據(jù)時(shí)刻保持與主份數(shù)據(jù)一致。備份互感器通過將自己測(cè)量結(jié)果與主份互感器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)將自己測(cè)量結(jié)果修正到與主份相同。改修正實(shí)時(shí)在線進(jìn)行。

通過修正之后的備份互感器，其測(cè)量結(jié)果與主份保持一致，在進(jìn)行軟切換時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無縫切換，即切換前后，互感器用戶從數(shù)據(jù)上感覺不到切換進(jìn)行，因此在其中一路互感器出現(xiàn)故障后，可以通過無縫軟切換實(shí)現(xiàn)故障互感器隔離，使備份運(yùn)行，提高了互感器設(shè)備的無故障持續(xù)運(yùn)行時(shí)間，降低電網(wǎng)停電風(fēng)險(xiǎn)。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí) 施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。