本發(fā)明涉及光纖電流互感器在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的安裝方法,屬于電流互感器應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著近20年來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大規(guī)?？焖侔l(fā)展,對(duì)電力的需求急劇增加,電力系統(tǒng)傳輸容量在日益加大,電壓等級(jí)已經(jīng)發(fā)展到500kV并將向更高的電壓水平發(fā)展。因此，初級(jí)電流的精確測(cè)量在繼電器的操作和保護(hù)上具有十分重要的意義。過(guò)去電流測(cè)量主要是采取傳統(tǒng)的含鐵芯的電磁電流互感器。而傳統(tǒng)的電磁式電流互感器越來(lái)越呈現(xiàn)出由于其工作原理所決定的技術(shù)上難以解決的困難。面對(duì)眾多問(wèn)題,需要一種新的傳感器來(lái)取代傳統(tǒng)的傳感器，在很多參考文獻(xiàn)中可以看到人們(如互感器廠、科研單位等)為解決此問(wèn)題而采取各種技術(shù)措施所作出的種種努力。近年來(lái)由于光纖技術(shù)的廣泛應(yīng)用，光纖化電力站一直是國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)所追求的目標(biāo)，光纖電流互感器則是關(guān)鍵技術(shù)難題。人們看到了基于法拉第效應(yīng)(即平面偏振光通過(guò)處于磁場(chǎng)中的物質(zhì),如玻璃、汽油等,光的偏振面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn))的光纖電流傳感器(FIBEROPTICALCURRENTTRANSDUCER簡(jiǎn)稱FOCT)的巨大技術(shù)優(yōu)越性和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
光纖電流互感器的工作原理為普遍采用的法拉第磁光效應(yīng)。當(dāng)一束線偏振光通過(guò)置于磁場(chǎng)中的磁光材料時(shí)，線偏振光的偏振面就會(huì)線性隨著平行于光線方向的磁場(chǎng)的大小發(fā)生旋轉(zhuǎn)。通過(guò)測(cè)量載流導(dǎo)體周圍線性偏振光偏振面的旋轉(zhuǎn)角度，就可間接地測(cè)量出導(dǎo)體中的電流值。
隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)、產(chǎn)品不斷革新，與一次側(cè)電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)發(fā)展相對(duì)不快，主要原因如下：
A、配電網(wǎng)涉及范圍廣、投資大。配電網(wǎng)所測(cè)控的對(duì)象包括開閉站、環(huán)網(wǎng)柜、分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的設(shè)備眾多，但由于經(jīng)濟(jì)等方面的限制，實(shí)際的測(cè)量設(shè)備安裝數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足需要。而且，由于設(shè)備性能、安裝環(huán)境等方面的原因，配網(wǎng)量測(cè)終端采集的數(shù)據(jù)受外界干擾較大，數(shù)據(jù)可用性不高。
B、已建配電網(wǎng)的配電網(wǎng)自動(dòng)化終端安裝、電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)改造等實(shí)施難度大。
C、在試點(diǎn)過(guò)程中存在不少誤區(qū)。如存在認(rèn)識(shí)偏差，過(guò)分追求狹義的故障處理功能(DA)，沒(méi)有建立整體全局觀，導(dǎo)致配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效益無(wú)從顯現(xiàn)。
D、中心主站系統(tǒng)沒(méi)能很好地融合到綜合信息系統(tǒng)，沒(méi)能很好地服務(wù)于配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)；缺乏對(duì)整個(gè)配電調(diào)度管理系統(tǒng)的統(tǒng)籌考慮，大大限制了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的易用性和實(shí)用性。在過(guò)去近20年的配電網(wǎng)自動(dòng)化改造當(dāng)中，真正整體實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)自動(dòng)化的區(qū)域非常少見，這與智能電網(wǎng)所要達(dá)到的目標(biāo)，出現(xiàn)了非常大的差距。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的光纖電流互感器在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的安裝方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：光纖電流互感器在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的安裝方法包含以下步驟：
1、安裝前清理附近直徑3-5米的磁場(chǎng)，并將傳感頭放置于所安裝的環(huán)境約1.5-2.5小時(shí)，以使傳感頭充分適應(yīng)安裝地點(diǎn)的環(huán)境；
2、清潔安裝點(diǎn)，擦拭掉塵土和油污等；
3、在所需安裝位置涂抹硅膠，將傳感頭凹面貼緊硅膠并用扎帶扎緊；
4、將光纖沿電纜下引，用耐熱墊片將光纖和導(dǎo)體隔開，并用扎帶扎緊。當(dāng)光纖進(jìn)入鎧甲或屏蔽層區(qū)域后即可不必使用墊片；
5、將光纖沿事先選擇好的路徑敷設(shè)好，并在適當(dāng)位置用扎帶固定；敷設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證光纖保持自然曲度，以免影響光線傳播。
6、將光纖引入箱體，并在箱體內(nèi)保留適宜的長(zhǎng)度以保證足夠的彎曲度。
7、將光纖輕輕插入光纖接口的一端，另一根輕輕插入另一端；插入過(guò)程要注意確保光纖已插至底部但不可太過(guò)用力；將光纖連接端子輕輕向里推至底部固定光纖；拆除光纖時(shí)，先將光纖連接端子輕輕向外拔出，隨后將光纖拔出，并用相應(yīng)的保護(hù)帽對(duì)連接端子以及光纖尾部進(jìn)行保護(hù)。
8、光纖的尾部截面經(jīng)特殊工藝打磨處理，操作過(guò)程中必須保證光纖尾部截面的清潔，不可接觸泥土、油污等，也不要用手指觸碰截面，以免污物造成光的折射、反射，影響光的傳輸，造成測(cè)量誤差過(guò)大。
9、系統(tǒng)安裝完成上電后首先要對(duì)系統(tǒng)光值進(jìn)行測(cè)量，光值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響測(cè)量精度，因此在光值不滿足要求時(shí)應(yīng)調(diào)整光纖插入長(zhǎng)度，直到光值滿足要求。
作為優(yōu)選，所述的步驟2中若在電力電纜上進(jìn)行安裝，此安裝點(diǎn)處應(yīng)沒(méi)有鎧甲和屏蔽層，因?yàn)殒z甲會(huì)對(duì)磁場(chǎng)的分布產(chǎn)生影響，而屏蔽層中可能存在的感應(yīng)電流，都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；
作為優(yōu)選，所述的步驟3中涂抹硅膠的大小與一元硬幣近似。
作為優(yōu)選，所述的步驟4中光纖表面和電纜絕緣表面直接接觸。
作為優(yōu)選，所述的步驟4中傳感頭圓圈的直徑應(yīng)控制在6-9cm。
作為優(yōu)選，所述的步驟5中彎曲半徑大于10cm。
本發(fā)明中傳感頭的安裝位置還應(yīng)考慮相間電磁場(chǎng)的影響；根據(jù)法拉第磁光效應(yīng)原理，只有當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于光的傳播方向時(shí)才會(huì)造成光的偏轉(zhuǎn)，因此多個(gè)傳感頭在多條電纜的環(huán)境中安裝時(shí)，安裝方式的選擇對(duì)測(cè)量精度的影響很大。
本發(fā)明中光纖傳感配電終端通過(guò)光纖電流互感器來(lái)采集運(yùn)行時(shí)的電流量，配合FTU/DTU所采集的電壓量，可以將有功功率、無(wú)功功率、頻率等信息進(jìn)行精確計(jì)算，以及判斷短路故障電流、接地故障和故障距離等，采集精度高，計(jì)算量準(zhǔn)確；還有多路信號(hào)采集回路及控制輸出回路；通過(guò)通信模塊，以網(wǎng)絡(luò)RJ45、無(wú)線GPRS及串行RS485/232為物理接口，以IEC60870-5-101/104和CDT協(xié)議和配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主站實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交互。也可以通過(guò)IEC61850協(xié)議，實(shí)現(xiàn)光纖電流互感器獨(dú)立發(fā)布數(shù)據(jù)。
采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的光纖電流互感器在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的安裝方法，步驟簡(jiǎn)單易行，可確保光纖電流互感器量程寬、精度高、頻帶寬、響應(yīng)快，可同時(shí)滿足測(cè)量和保護(hù)需要，全絕緣、耐高溫，無(wú)二次開路危險(xiǎn)，短路故障測(cè)距，提高供電系統(tǒng)可靠性，節(jié)能環(huán)保，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展大大縮短了工期，減少了停電時(shí)間。
具體實(shí)施方式
本具體實(shí)施方式的光纖電流互感器在配電網(wǎng)自動(dòng)化中的安裝方法包含以下步驟：
1、安裝前清理附近直徑3-5米的磁場(chǎng)，并將傳感頭放置于所安裝的環(huán)境約1.5-2.5小時(shí)，以使傳感頭充分適應(yīng)安裝地點(diǎn)的環(huán)境；
2、清潔安裝點(diǎn)，擦拭掉塵土和油污等；
3、在所需安裝位置涂抹硅膠，將傳感頭凹面貼緊硅膠并用扎帶扎緊；
4、將光纖沿電纜下引，用耐熱墊片將光纖和導(dǎo)體隔開，并用扎帶扎緊。當(dāng)光纖進(jìn)入鎧甲或屏蔽層區(qū)域后即可不必使用墊片；
5、將光纖沿事先選擇好的路徑敷設(shè)好，并在適當(dāng)位置用扎帶固定；敷設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證光纖保持自然曲度，以免影響光線傳播。
6、將光纖引入箱體，并在箱體內(nèi)保留適宜的長(zhǎng)度以保證足夠的彎曲度。
7、將光纖輕輕插入光纖接口的一端，另一根輕輕插入另一端；插入過(guò)程要注意確保光纖已插至底部但不可太過(guò)用力；將光纖連接端子輕輕向里推至底部固定光纖；拆除光纖時(shí)，先將光纖連接端子輕輕向外拔出，隨后將光纖拔出，并用相應(yīng)的保護(hù)帽對(duì)連接端子以及光纖尾部進(jìn)行保護(hù)。
8、光纖的尾部截面經(jīng)特殊工藝打磨處理，操作過(guò)程中必須保證光纖尾部截面的清潔，不可接觸泥土、油污等，也不要用手指觸碰截面，以免污物造成光的折射、反射，影響光的傳輸，造成測(cè)量誤差過(guò)大。
9、系統(tǒng)安裝完成上電后首先要對(duì)系統(tǒng)光值進(jìn)行測(cè)量，光值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響測(cè)量精度，因此在光值不滿足要求時(shí)應(yīng)調(diào)整光纖插入長(zhǎng)度，直到光值滿足要求。
其中，所述的步驟2中若在電力電纜上進(jìn)行安裝，此安裝點(diǎn)處應(yīng)沒(méi)有鎧甲和屏蔽層，因?yàn)殒z甲會(huì)對(duì)磁場(chǎng)的分布產(chǎn)生影響，而屏蔽層中可能存在的感應(yīng)電流，都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；所述的步驟3中涂抹硅膠的大小與一元硬幣近似；所述的步驟4中光纖表面和電纜絕緣表面直接接觸；所述的步驟4中傳感頭圓圈的直徑應(yīng)控制在6-9cm；所述的步驟5中彎曲半徑大于10cm。
本具體實(shí)施方式中傳感頭的安裝位置還應(yīng)考慮相間電磁場(chǎng)的影響；根據(jù)法拉第磁光效應(yīng)原理，只有當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于光的傳播方向時(shí)才會(huì)造成光的偏轉(zhuǎn)，因此多個(gè)傳感頭在多條電纜的環(huán)境中安裝時(shí)，安裝方式的選擇對(duì)測(cè)量精度的影響很大；本具體實(shí)施方式中光纖傳感配電終端通過(guò)光纖電流互感器來(lái)采集運(yùn)行時(shí)的電流量，配合FTU/DTU所采集的電壓量，可以將有功功率、無(wú)功功率、頻率等信息進(jìn)行精確計(jì)算，以及判斷短路故障電流、接地故障和故障距離等，采集精度高，計(jì)算量準(zhǔn)確；還有多路信號(hào)采集回路及控制輸出回路；通過(guò)通信模塊，以網(wǎng)絡(luò)RJ45、無(wú)線GPRS及串行RS485/232為物理接口，以IEC60870-5-101/104和CDT協(xié)議和配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主站實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交互。也可以通過(guò)IEC61850協(xié)議，實(shí)現(xiàn)光纖電流互感器獨(dú)立發(fā)布數(shù)據(jù)。
本具體實(shí)施方式步驟簡(jiǎn)單易行，可確保光纖電流互感器量程寬、精度高、頻帶寬、響應(yīng)快，可同時(shí)滿足測(cè)量和保護(hù)需要，全絕緣、耐高溫，無(wú)二次開路危險(xiǎn)，短路故障測(cè)距，提高供電系統(tǒng)可靠性，節(jié)能環(huán)保，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展大大縮短了工期，減少了停電時(shí)間。
以上所述，僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。