一种用于有源电子式互感器的激光供能系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于有源电子式互感器的激光供能系统及方法，系统包括地电位端的供能管理模块、高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；双套激光供能模块连接在电源管理模块与供能管理模块之间；供能管理模块、激光器与合并单元连接在一起，电源管理模块、光电转化元件与电子单元连接在一起。方法中供能管理模块控制双套激光供能模块向电源管理模块送电；电源管理模块向电子单元供电。本发明专利技术提出的系统及方法，切实有效地提升了有源电子互感器激光供能的可靠性和稳定性，可大大降低因为供能模块故障而发生供电中断的风险，对有源电子式互感器的发展和智能变电站的建设都有重大意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输变电
，具体涉及一种用于有源电子式互感器的激光供能系统及方法。
技术介绍
随着电力系统容量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电磁式互感器暴露出越来越多的缺点，难以满足电网向自动化、数字化方向发展的需要。具有高绝缘、测量范围大、动态特性好等优良性能的电子式互感器成为互感器新的发展方向。根据传感部分是否需要电源，电子式互感器分为有源电子式互感器和无源电子式互感器。有源电子式互感器包括五部分：传感头、高电位端电子单元(包括A/D转换器、滤波器等)、通信光纤、激光供能系统和合并单元。其中为高电位端电子单元供电是关键技术之一。激光供能系统是解决高电位端电子单元用电的有效方法，具有工作可靠、不依赖于负荷电流等优点，得到广泛的应用。针对传统激光供能系统一对一方式下激光器失效造成的电流互感器失效，以及供能不足造成的电流互感器工作状态不稳定等影响电网安全的严重问题，设计和实现了一种新型激光供能系统。具体给出了一种由双套激光供能模块组成，双套既可互为备用，又可联合供能的高可靠性激光供能方案。在智能变电站，有源电子式互感器得到普遍应用。有源电子式互感器处于高电位的有源部分，即图1中的电子单元，其电能供应是关键问题之一。目前，普遍采用的供能技术是：在地电位端通过激光器，将电能转化为光能，通过具有良好绝缘性能的送能光纤，将光能送到高电位端，在高电位端，通过光电转化元件再把光能转化为电能，以此作为高电位端电子单元的工作电源。然而，实践证明，该项供能技术的可靠性不能很好满足工程要求，迄今已经多次出现因为激光供能模块缺陷导致供电中断的事故。尽管激光供能模块做了诸多优化设计，但问题没有得到根本性解决，成为有源电子式互感器应用的主要瓶颈。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种用于有源电子式互感器的激光供能系统及方法，切实有效地提升了激光供能的可靠性和稳定性，对于当前广泛应用的有源电子式互感器，可大大降低因为供能模块故障而发生供电中断的风险，对有源电子式互感器的发展和智能变电站的建设都有重大意义。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于有源电子式互感器的激光供能系统，有源电子式互感器的高电位端设有电子单元，地电位端设有合并单元，激光供能系统包括设置在地电位端的供能管理模块、设置在高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；所述双套激光供能模块连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；所述供能管理模块连接所述合并单元，所述电源管理模块连接所述电子单元；所述双套激光供能模块中的任何一套均可以满足电子互感器的供能需求。优选的，所述双套激光供能模块均连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；每套所述激光供能模块均包括地电位端的激光器、高电位端的光电转化元件、连接所述激光器与光电转化元件的送能光纤；所述激光器将电能转化为光能，并由所述送能光纤传送；所述送能光纤将光能从地电位端送到高电位端；位于高电位端的所述光电转化元件接收所述送能光纤送达的光能，并将光能转化为电能，所述电源管理模块接收所述光电转化元件输出的电能。优选的，所述电源管理模块向所述电子单元提供工作电源，同时监测所述送能光纤的输出光强和所述工作电源的输出电压，并将监测数据通过通信光纤发送至所述供能管理模块。优选的，所述供能管理模块监测所述激光器的输出光强，同时接收所述电源管理模块的监测数据，控制所述激光供能模块的工作。一种用于有源电子式互感器的激光供能方法，有源电子式互感器的高电位端设有电子单元，所述电子单元的工作电源通过所述激光供能方法实现，所述激光供能方法用一种激光供能系统实现，所述系统包括地电位端的供能管理模块、高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；所述双套激光供能模块连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；所述方法包括如下步骤：步骤1.连接或一体化所述电源管理模块与所述电子单元；步骤2.选择所述双套激光供能模块的运行模式；步骤3.所述供能管理模块根据所述运行模式控制所述激光供能模块的工作状态，并实时采集所述激光供能模块中激光器的输出光强；步骤4.所述电源管理模块利用所述激光供能模块的电能输出，形成向所述电子单元的供电电源，并实时采集所述供电电源的工作状态；步骤5.所述供能管理模块接收所述电源管理模块报送的所述供电电源的输出电压，自动控制双套激光供能模块的工作状态；步骤6.所述供能管理模块实时判断双套激光送能模块的工作状态，发现异常时及时告警，并调整双套激光送能模块的工作状态，满足所述电子单元的电能需求。优选的，所述步骤2中的所述双套激光供能模块的每一套均包括地电位端的激光器、高电位端的光电转化元件和连接所述激光器和所述光电转化元件的送能光纤。优选的，所述步骤2中的所述运行模式包括：模式一：一套所述激光供能模块处于工作状态，另一套所述激光供能模块处于热备用状态；且两套所述激光供能模块的启动或退出由供能管理模块自主切换；模式二：二套所述激光供能模块均处于工作状态，且二套所述激光供能模块的输入功率由所述供能管理模块按照设定的规则自主控制。优选的，所述步骤3中的所述供能管理模块自动控制双套激光供能模块的工作状态包括：3a.所述双套激光供能模块分别标记为A套和B套，所述运行模式为模式一时，A套工作，B套备用；所述运行模式为模式二时，A套和B套同时工作；3b.所述运行模式为模式一时，采集A套中激光器的输出光强；所述运行模式为模式二时，同时采集A套和B套中激光器的输出光强。优选的，所述步骤4中的所述电源管理模块实时采集所述供电电源的工作状态包括：4a.所述运行模式为模式一时，实时采集所述供电电源的输出电压和所述A套送能光纤的输出光强；所述运行模式为模式二时，实时采集所述供电电源的输出电压和所述A套、B套送能光纤的输出光强；4b.所述电源管理模块将采集的所述供电电源的输出电压和所述送能光纤的输出光强通过通信光纤传送至所述供能管理模块。优选的，所述步骤5中的所述自动控制双套激光供能模块的工作状态包括：5a.所述运行模式为模式一时，所述供能管理模块根据所述供电电源的输出电压，调整A套激光供能模块的工作状态，维持所述供电电源的输出电压在规定区间；5b.所述运行模式为模式二时，所述供能管理模块根据所述供电电源的输出电压，同时调整A套、B套激光供能模块的工作状态，维持所述供电电源的输出电压在规定区间。优选的，所述步骤6中的所述调整双套激光送能模块的工作状态包括：6a.所述运行模式为模式一时，启动备用的所述激光供能模块，停用故障的所述激光供能模块；6b.所述运行模式为模式二时，转为运行模式一，停用故障的所述激光供能模块；若故障的所述激光供能模块修复，重置所述运行模式，返回步骤a。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种用于有源电子式互感器的激光供能系统及方法，系统包括设置在地电位端的供能管理模块、设置在高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；双套激光供能模块连接在电源管理模块与供能管理模块之间；电源管理模块连接电子单元。方法中，供能管理模块控制双套激光供能模块向电源管理模块供电；电源管理模块向电子单元供电。本专利技术提出的系统及方法，切实有效地提升了激光供能的可靠性和稳定性，对于当前广泛应用的有源电子式互感器，可大大降低因为供能模块故障而发生供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有源电子式互感器的激光供能系统，有源电子式互感器的高电位端设有电子单元，地电位端设有合并单元，其特征在于，激光供能系统包括设置在地电位端的供能管理模块、设置在高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；所述双套激光供能模块连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；所述供能管理模块连接所述合并单元，所述电源管理模块连接所述电子单元；所述双套激光供能模块中的任何一套均可以满足电子互感器的供能需求。

【技术特征摘要】
1.一种用于有源电子式互感器的激光供能系统，有源电子式互感器的高电位端设有电子单元，地电位端设有合并单元，其特征在于，激光供能系统包括设置在地电位端的供能管理模块、设置在高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；所述双套激光供能模块连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；所述供能管理模块连接所述合并单元，所述电源管理模块连接所述电子单元；所述双套激光供能模块中的任何一套均可以满足电子互感器的供能需求。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双套激光供能模块均连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；每套所述激光供能模块均包括地电位端的激光器、高电位端的光电转化元件、连接所述激光器与光电转化元件的送能光纤；所述激光器将电能转化为光能，并由所述送能光纤传送；所述送能光纤将光能从地电位端送到高电位端；位于高电位端的所述光电转化元件接收所述送能光纤送达的光能，并将光能转化为电能，所述电源管理模块接收所述光电转化元件输出的电能。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电源管理模块向所述电子单元提供工作电源，同时监测所述送能光纤的输出光强和所述工作电源的输出电压，并将监测数据通过通信光纤发送至所述供能管理模块。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述供能管理模块监测所述激光器的输出光强，同时接收所述电源管理模块的监测数据，控制所述激光供能模块的工作。5.一种用于有源电子式互感器的激光供能方法，有源电子式互感器的高电位端设有电子单元，所述电子单元的工作电源通过所述激光供能方法实现，其特征在于，所述激光供能方法用一种激光供能系统实现，所述系统包括地电位端的供能管理模块、高电位端的电源管理模块及双套激光供能模块；所述双套激光供能模块连接在所述电源管理模块与所述供能管理模块之间；所述方法包括如下步骤：步骤1.连接或一体化所述电源管理模块与所述电子单元；步骤2.选择所述双套激光供能模块的运行模式；步骤3.所述供能管理模块根据所述运行模式控制所述激光供能模块的工作状态，并实时采集所述激光供能模块中激光器的输出光强；步骤4.所述电源管理模块利用所述激光供能模块的电能输出，形成向所述电子单元的供电电源，并实时采集所述供电电源的工作状态；步骤5.所述供能管理模块接收所述电源管理模块报送的所述供电电源的输出电压，自动控制双套激光供能模块的工作状态；步骤6.所述供能管理模块实时判断双套激光送能模块的工作状态，发现异常时及时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘有为，肖艳，徐明，许婧，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11