光学电流互感器抗干扰方法和光学电流互感器系统技术方案

本发明专利技术涉及光学电流互感器抗干扰方法和光学电流互感器系统，设置一个电流检测模块，光学电流互感器和电流检测模块检测相同线路的电流信号，当光学电流互感器发生振动时，以电流检测模块检测到的电流信号代替光学电流互感器检测到的电流信号，输出电流检测模块检测到的电流信号。保证系统在光学电流互感器受到振动时正常工作，消除振动干扰带来的影响，避免继电保护装置误动作，非常适合电力系统尤其是高电压等级系统。本方案没有对光学电流互感器的结构进行改造，进而对其本身的检测精度没有影响，而且从源头出发，不管光学电流互感器受到什么样的振动，利用电流检测模块来代替光学电流互感器的方式均能够输出正常的电流信号，提升检测精度。

【技术实现步骤摘要】
光学电流互感器抗干扰方法和光学电流互感器系统
本专利技术涉及光学电流互感器抗干扰方法和光学电流互感器系统。
技术介绍
基于Faraday磁光效应的光学电流互感器(opticalcurrenttransformer，OCT)一直是光学电流传感技术的主流，它通过测量被测电流i引起的磁场强度的线积分来间接测量电流，根据Faraday磁光效应，线偏振光在其传播方向平行的外界磁场的作用下通过介质时，其偏振角发生偏转，其大小与一次电流成正比。即通过测量偏振角来间接测量一次电流。在光学传感中，基于法拉第磁光效应的测量原理是目前测量电流最有效、最实用的方法之一。根据目前常规材料的不同，基于法拉第磁光效应的OCT可分为磁光玻璃式和全光纤式两种。目前已有许多产品和样机在实际变电站中运行。但是OCT测量的温漂移问题和长期运行稳定性问题一直没有得到彻底解决，大大减缓了OCT工程应用进程。光纤具有天然优良的绝缘性能，测量的光纤传输方式简化绝缘结构，大幅度降低成本的有效途径，是电子式互感器的必然趋势。光学电流互感器具有绝缘简单、无磁饱和、频带宽、抗电磁干扰能力强、无二次开路危险且动态性能良好等特点，将成为替代传统法拉第电磁感应原理CT的产品。光学电流互感器在振动等异常工况下，回光光强发生异常，光学电流互感器在振动情况下接收回路各部分光强变化不一致而导致输出波形发生畸变，进而导致由回光计算出的一次电流值发生异常，造成检测不准。授权公告号为CN206431181U的中国专利文件公开了一种抗干扰型全光纤电流互感器，通过将光纤传感环和二次采集箱设置为分体结构，避免了由断路器分合闸操作时产生的冲击和振动，所以该光纤电流互感器具备抗震动干扰性能。但是，光纤电流互感器外界的干扰源有很多种，这种单单依靠改变硬件结构的方式是不可能抵抗所有的振动干扰的，抗振动可靠性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供光学电流互感器抗干扰方法和光学电流互感器系统，用以解决改变硬件结构的方式的抗振动可靠性较差的问题。为实现上述目的，本专利技术包括以下技术方案。方法方案一：本方案提供一种光学电流互感器抗干扰方法，设置一个电流检测模块，光学电流互感器和所述电流检测模块检测相同线路的电流信号，当光学电流互感器发生振动时，以所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号，输出所述电流检测模块检测到的电流信号。在光学电流互感器的基础上，还设置有一个电流检测模块，光学电流互感器和电流检测模块检测相同线路的电流信号，也就是说，线路上设置有两路电流检测，当光学电流互感器受到振动时，此时光学电流互感器检测的电流信号不准确，那么，以电流检测模块检测到的电流信号代替光学电流互感器检测到的电流信号，输出的电流信号就不再是光学电流互感器的电流信号，而是电流检测模块检测到的电流信号，由于电流检测模块正常运行，那么，电流检测模块输出的电流信号不受振动影响，所以，即便光学电流互感器受到振动影响，通过电流检测模块也能够输出正常的电流信号，保证系统在光学电流互感器受到振动时正常工作，消除振动干扰带来的影响，避免继电保护装置误动作，具有良好的动态响应能力，能准确测量非周期分量以及各种交流谐波分量，无饱和现象，非常适合电力系统尤其是高电压等级系统以提高设备安全性。因此，本方案没有对光学电流互感器的结构进行改造，保留了光学电流互感器的原本结构，进而对其本身的检测精度没有影响，而且从源头出发，不管光学电流互感器受到什么样的振动，利用电流检测模块来代替光学电流互感器的方式均能够输出正常的电流信号，提升检测精度。方法方案二：在方法方案一的基础上，根据光学电流互感器检测到的水平光强信号和垂直光强信号计算实际光强信号，然后比较所述实际光强信号与振动阈值，当所述实际光强信号大于所述振动阈值时，判断光学电流互感器发生振动。根据光学电流互感器在振动情况下接收回路各部分光强变化不一致的原理，构建出振动判据，振动发生时，回光光强发生异常，导致由回光计算出的一次电流值发生异常，通过回光光强之间的关系，判断光学电流互感器是否发生振动。方法方案三：在方法方案二的基础上，实现所述根据光学电流互感器检测到的水平光强信号和垂直光强信号计算实际光强信号的计算过程为：(1)根据光学电流互感器检测到的四路原始回光得到修正的水平光各分量和垂直光各分量，计算公式如下：POCTIn11＝k1·POCTIn11MZ-P1xPOCTIn12＝k1·POCTIn12MZ-P1xPOCTIn21＝k2·POCTIn21MZ-P2xPOCTIn22＝k2·POCTIn22MZ-P2x其中，k1和k2为设定系数，POCTIn11MZ和POCTIn12MZ为四路原始回光中的两路水平分量，POCTIn21MZ和POCTIn22MZ为四路原始回光中的两路垂直分量，P1x和P2x分别为光路的水平分量与垂直分量的固有偏移值；(2)根据修正的水平光各分量计算得到总水平分量POCTOut1，根据修正后的垂直光各分量计算得到总垂直分量POCTOut2，计算公式为：POCTOut1＝POCTOut11+POCTOut12POCTOut2＝POCTOut21+POCTOut22其中，POCTOut11＝POCTIn11，POCTOut12＝POCTIn12，POCTOut21＝POCTIn21，POCTOut22＝POCTIn22；(3)根据总水平分量POCTOut1和总垂直分量POCTOut2计算实际光强信号POCTSum，计算公式为：POCTSum＝POCTOut1+POCTOut2所述振动阈值的计算过程为：1)计算所述总水平分量POCTOut1和总垂直分量POCTOut2的差值，计算公式如下：POCTOutM＝POCTOut1-POCTOut22)计算振动阈值POCTDiff，计算公式如下：POCTDiff＝k·POCTOutM+FaultThv其中，k为设定系数，FaultThv为设定的振动参数。方法方案四：在方法方案一或二或三的基础上，若以下三个条件至少满足一个，则结束所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号：(1)所述电流检测模块检测到的电流信号大于线路额定电流的设定倍数；(2)所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号的代替持续时间超过时间阈值；(3)所述电流检测模块检测到的电流信号小于电流阈值，所述光学电流互感器检测到的电流信号大于所述电流阈值，且光学电流互感器不再发生振动。当电流检测模块检测到的电流信号大于额定电流的设定倍数时，认定当前负荷处于过负荷状态，可能发生了一次短路故障，此时退出代替机制；当代替机制持续的时间超过时间阈值时，也要结束代替机制，因为如果长期处于代替状态无返回，则说明硬件回路可能发生了故障，此时要结束代替机制；当电流检测模块检测到的电流信号小于电流阈值，光学电流互感器检测到的电流信号大于所述电流阈值，且光学电流互感器不再发生振动，此时表示电流检测模块与光学电流互感器的检测到的电流信号相差较大，且光学回路无振动判据成立，则认为电流检测模块发生故障或超出采样容限，此时要结束代替机制。系统方案一：本方案提供一种光学电流互感器系统，包括光学电流互感器，还包括一个电流检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学电流互感器抗干扰方法，其特征在于，设置一个电流检测模块，光学电流互感器和所述电流检测模块检测相同线路的电流信号，当光学电流互感器发生振动时，以所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号，输出所述电流检测模块检测到的电流信号。

【技术特征摘要】
1.一种光学电流互感器抗干扰方法，其特征在于，设置一个电流检测模块，光学电流互感器和所述电流检测模块检测相同线路的电流信号，当光学电流互感器发生振动时，以所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号，输出所述电流检测模块检测到的电流信号。2.根据权利要求1所述的光学电流互感器抗干扰方法，其特征在于，根据光学电流互感器检测到的水平光强信号和垂直光强信号计算实际光强信号，然后比较所述实际光强信号与振动阈值，当所述实际光强信号大于所述振动阈值时，判断光学电流互感器发生振动。3.根据权利要求2所述的光学电流互感器抗干扰方法，其特征在于，实现所述根据光学电流互感器检测到的水平光强信号和垂直光强信号计算实际光强信号的计算过程为：(1)根据光学电流互感器检测到的四路原始回光得到修正的水平光各分量和垂直光各分量，计算公式如下：POCTIn11＝k1·POCTIn11MZ-P1xPOCTIn12＝k1·POCTIn12MZ-P1xPOCTIn21＝k2·POCTIn21MZ-P2xPOCTIn22＝k2·POCTIn22MZ-P2x其中，k1和k2为设定系数，POCTIn11MZ和POCTIn12MZ为四路原始回光中的两路水平分量，POCTIn21MZ和POCTIn22MZ为四路原始回光中的两路垂直分量，P1x和P2x分别为光路的水平分量与垂直分量的固有偏移值；(2)根据修正的水平光各分量计算得到总水平分量POCTOut1，根据修正后的垂直光各分量计算得到总垂直分量POCTOut2，计算公式为：POCTOut1＝POCTOut11+POCTOut12POCTOut2＝POCTOut21+POCTOut22其中，POCTOut11＝POCTIn11，POCTOut12＝POCTIn12，POCTOut21＝POCTIn21，POCTOut22＝POCTIn22；(3)根据总水平分量POCTOut1和总垂直分量POCTOut2计算实际光强信号POCTSum，计算公式为：POCTSum＝POCTOut1+POCTOut2所述振动阈值的计算过程为：1)计算所述总水平分量POCTOut1和总垂直分量POCTOut2的差值，计算公式如下：POCTOutM＝POCTOut1-POCTOut22)计算振动阈值POCTDiff，计算公式如下：POCTDiff＝k·POCTOutM+FaultThv其中，k为设定系数，FaultThv为设定的振动参数。4.根据权利要求1或2或3所述的光学电流互感器抗干扰方法，其特征在于，若以下三个条件至少满足一个，则结束所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号：(1)所述电流检测模块检测到的电流信号大于线路额定电流的设定倍数；(2)所述电流检测模块检测到的电流信号代替所述光学电流互感器检测到的电流信号的代替持续时间超过时间阈值；(3)所述电流检测模块检测到的电流信号小于电流阈值，所述光学电流互感器检测到的电流信号大于所述电流阈值，且光学电流互感器不再发生振动。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，尹明，田萍，郑业兵，刘晓霞，魏艳伟，丁志龙，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41