一種基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輸電網(wǎng)故障測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電網(wǎng)故障的快速、可靠檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能之一，目前在我國IlOkV及以上電網(wǎng)中，中性點(diǎn)直接接地的變電站中廣泛采用了輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)，大多數(shù)是基于電磁式互感器來采集故障行波信號(hào)，使用硬電纜的方式將電磁式互感器輸出的模擬量接入行波測(cè)距裝置。當(dāng)采集量增加和采集量改變時(shí)，相應(yīng)的采集線路和接線必須加以調(diào)整，這增大了運(yùn)行人員的工作量和系統(tǒng)出錯(cuò)的幾率，己經(jīng)無法滿足數(shù)字化變電站的需求。
[0003]此外，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，電磁式互感器在測(cè)距可靠性、精度以及系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用方面，還存在諸多問題:因傳感帶寬受限，存在磁飽和、動(dòng)態(tài)測(cè)量精度差，在電網(wǎng)故障時(shí)不能正確傳變一次電流，原始故障波形信息不準(zhǔn)確，導(dǎo)致測(cè)距系統(tǒng)測(cè)距結(jié)果的離散性很大，可以在數(shù)公里范圍波動(dòng)；有的變電站使用傳統(tǒng)的通信手段，例如音頻撥號(hào)，這種模式存在占用通道、專線利用率低、通信不穩(wěn)定、時(shí)效性不好等問題;缺乏對(duì)智能變電站IEC61850協(xié)議的支持。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)采用電磁式互感器導(dǎo)致測(cè)距可靠性差、精度低無法滿足數(shù)字化變電站的需求等問題，提供一種基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)，采用光學(xué)電流互感器實(shí)現(xiàn)高保真行波采集，使用光纜的方式將數(shù)字信號(hào)傳輸至行波測(cè)距裝置，較大程度降低測(cè)距誤差，提高其可靠性和精度，并符合智能變電站的行波測(cè)距要求。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)，用于測(cè)定兩變電站之間的輸電線中的故障點(diǎn)的位置，其特征在于，包括在兩變電站內(nèi)均設(shè)置依次連接的光學(xué)電流互感器、行波測(cè)距裝置、交換機(jī)和時(shí)鐘采集裝置，所述各光學(xué)電流互感器均包括通過第一光纜相互連接的光學(xué)電流互感器敏感單元和光學(xué)電流互感器采集單元，所述各光學(xué)電流互感器敏感單元分別設(shè)置在輸電線的兩端，所述各光學(xué)電流互感器采集單元的行波信號(hào)輸出端通過第二光纜連接同一變電站內(nèi)的行波測(cè)距裝置的輸入端，所述故障測(cè)距系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)處理主站，兩變電站的各行波測(cè)距裝置的輸出端均通過第三光纜輸入至數(shù)據(jù)處理主站。
[0007]所述輸電線為三相輸電線，所述三相輸電線的兩端均設(shè)置三個(gè)光學(xué)電流互感器，各變電站內(nèi)的三個(gè)光學(xué)電流互感器敏感單元分別設(shè)置在三相輸電線的三相端，各變電站內(nèi)的三個(gè)光學(xué)電流互感器采集單元的行波信號(hào)輸出端均連接同一變電站內(nèi)的行波測(cè)距裝置的輸入端。
[0008]所述光學(xué)電流互感器為全光纖電流互感器，所述光學(xué)電流互感器敏感單元包括傳感光纖環(huán)，輸電線端穿過所述傳感光纖環(huán)的內(nèi)部。
[0009]所述各光學(xué)電流互感器均為全光纖電流互感器，所述各光學(xué)電流互感器敏感單元均包括傳感光纖環(huán)，各變電站內(nèi)的三相輸電線端對(duì)應(yīng)穿過三個(gè)傳感光纖環(huán)的內(nèi)部。
[0010]所述光學(xué)電流互感器選擇采樣頻率為200KHZ?2MHz的光學(xué)電流互感器。
[0011]所述光學(xué)電流互感器的采樣頻率為500KHZ。
[0012]所述光學(xué)電流互感器的采樣頻率為1MHz。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下:
[0014]本實(shí)用新型提供的基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)，在兩變電站內(nèi)均設(shè)置依次連接的光學(xué)電流互感器、行波測(cè)距裝置、交換機(jī)和時(shí)鐘采集裝置，還包括設(shè)置在兩變電站之間的數(shù)據(jù)處理主站，各部件配合工作，每個(gè)變電站中的光學(xué)電流互感器敏感單元對(duì)輸電線上高頻電流信號(hào)進(jìn)行感應(yīng)，基于法拉第磁光效應(yīng)并配合光學(xué)電流互感器采集單元最終輸出電流行波信號(hào)，采用具有高帶寬特性的光學(xué)電流互感器能夠?qū)崿F(xiàn)高保真電流行波信號(hào)采集，光學(xué)電流互感器采集單元通過光纜與行波測(cè)距裝置相連以進(jìn)行兩部件的雙向信號(hào)傳輸，時(shí)間采集裝置將時(shí)間信息送到交換機(jī)，行波測(cè)距裝置從交換機(jī)獲取到時(shí)間信息，從而給光學(xué)電流互感器采集單元發(fā)送同步時(shí)鐘，光學(xué)電流互感器采集單元將采集的電流行波信息傳輸給行波測(cè)距裝置，兩變電站的行波測(cè)距裝置輸出帶有時(shí)間戳的電流行波數(shù)據(jù)并通過光纜發(fā)送至數(shù)據(jù)處理主站進(jìn)行簡(jiǎn)單方便的數(shù)據(jù)處理，獲取故障行波數(shù)據(jù)并計(jì)算故障距離，完成故障點(diǎn)的定位。采用光學(xué)電流互感器進(jìn)行故障測(cè)距避免了傳統(tǒng)的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)采用電磁式互感器由于其性質(zhì)導(dǎo)致的測(cè)距可靠性差、精度低無法滿足數(shù)字化變電站的需求等問題，光學(xué)電路互感器實(shí)現(xiàn)高保真電流行波信號(hào)采集，使用光纜的方式能夠提高通訊效率，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，準(zhǔn)備方便地進(jìn)行輸電線故障測(cè)距，可以使得行波測(cè)距的誤差相對(duì)于傳統(tǒng)行波測(cè)距系統(tǒng)誤差有較大程度降低，提高了其可靠性和測(cè)距精度，并符合智能變電站的行波測(cè)距要求。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)列示如下:
[0017]I 一輸電線；2—故障點(diǎn)；3 —光學(xué)電流互感器敏感單元;41 一第一光纜;42 —第二光纜;43—第三光纜。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0019]本實(shí)用新型涉及一種基于光學(xué)電流互感器的故障測(cè)距系統(tǒng)，某一條輸電線I連接變電站I和變電站II，該故障測(cè)距系統(tǒng)用于測(cè)定兩變電站之間的輸電線I中的故障點(diǎn)2的位置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括在兩變電站(變電站I和變電站II)內(nèi)均設(shè)置依次連接的光學(xué)電流互感器、行波測(cè)距裝置、交換機(jī)和時(shí)鐘采集裝置，還包括設(shè)置在變電站I和變電站II之間的數(shù)據(jù)處理主站。兩變電站的光學(xué)電流互感器均包括通過第一光纜41相互連接的光學(xué)電流互感器敏感單元3和光學(xué)電流互感器采集單元，兩光學(xué)電流互感器敏感單元3設(shè)置在輸電線的兩端(S端和R端)，各光學(xué)電流互感器采集單元的行波信號(hào)輸出端通過第二光纜42連接同一變電站內(nèi)的行波測(cè)距裝置的輸入端，時(shí)鐘采集裝置通過交換機(jī)連接行波測(cè)距裝置的輸入端，兩變電站的各行波測(cè)距裝置的輸出端均通過第三光纜43輸入至數(shù)據(jù)處理主站。
[0020]光學(xué)電流互感器可以是全光纖電流互感器或其它類型的光學(xué)電流互感器，如圖1所示實(shí)施例的光學(xué)電流互感器為全光纖電流互感器，該光學(xué)電流互感器敏感單元包括撥片、傳感光纖環(huán)和反射鏡，輸電線I的S端和R端分別穿過傳感光纖環(huán)的內(nèi)部，光學(xué)電流互感器采集單元包括光源、分光器、相位調(diào)制器、光電探測(cè)器、A/D轉(zhuǎn)換電路以及數(shù)字信號(hào)處理電路等組件，光學(xué)電流互感器敏感單元受法拉第磁光效應(yīng)作用產(chǎn)生相位差，光學(xué)電流互感器采集單元采集攜帶相位信息的光并轉(zhuǎn)化成電流行波信息按照IEC61850協(xié)議傳給行波測(cè)距裝置，即具有高帶寬特性的光學(xué)電流互感器接入行波測(cè)距裝置并使得該光學(xué)電流互感器的輸出符合IEC61850協(xié)議，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高保真行波采集。變電站I在輸電線S端安裝了光學(xué)電流互感器敏感單元S，變電站II在輸電線R端安裝了光學(xué)電流互感器敏感單元R，光學(xué)電流互感器敏感單元S和光學(xué)電流互感器敏感單元R即為光學(xué)電流互感器敏感單元3。在變電站I內(nèi)，時(shí)間采集裝置S連接天線S，將時(shí)間信息送到交換機(jī)S，行波測(cè)距裝置S從交換機(jī)S獲取到時(shí)間信息，從而給光學(xué)電流互感器采集單元S發(fā)送同步時(shí)鐘，光學(xué)電流互感器采集單元S將采集到的電流行波信息按照IEC61850協(xié)議傳給行波測(cè)距裝置S，行波測(cè)距裝置S輸出帶有時(shí)間戳的電流行波信息。同理，變電站II內(nèi)，時(shí)間采集裝置R連接天線R，將時(shí)間信息送到交換機(jī)R，行波測(cè)距裝置R從交換機(jī)R獲取到時(shí)間信息，從而給光學(xué)電流互感器采集單元R發(fā)送同步時(shí)鐘，光學(xué)電流互感器采集單元R將采集到的電流行波信息按照IEC61850協(xié)議傳給行波測(cè)距裝置R，行波測(cè)距裝置R輸出帶有時(shí)間戳的電流行波信息。兩個(gè)變電站的行波測(cè)