一种全光纤电流互感器异常处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种全光纤电流互感器异常处理方法及系统，方法包括：获取一次谐波、二次谐波、四次谐波；根据二次谐波与四次谐波的比值计算得到调制深度值；根据预设补偿值对所述调制深度值进行动态补偿，并计算动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值；在所述调制深度动态补偿的小范围变化区间内，拟合二次谐波与四次谐波的比值与一次谐波与二次谐波的比值的函数关系；在未触发报警且二次谐波与四次谐波的比值的变化率不小于预设变化阈值时，根据所述函数关系计算一次谐波与二次谐波的比值，并计算输出电流。有效解决了调制回路调制电压突变造成全光纤电流互感器在未触发报警输出电流异常问题。异常问题。异常问题。

【技术实现步骤摘要】
一种全光纤电流互感器异常处理方法及系统


[0001]本专利技术属于电流互感器检测
，尤其涉及一种全光纤电流互感器异常处理方法及系统。

技术介绍

[0002]全光纤电流互感器因其测量灵敏度高、不存在绝缘问题，在我国得到广泛应用。然而，由于环境和人工因素，其光纤传感环和相位调制器中的电子器件会出现老化和焊点虚焊等问题，从而导致全光纤电流互感器调制电压突变引起调制深度发生变化，还未触发报警时造成异常电流输出，使得直流保护误动。目前全光纤电流互感器70%来源于进口。现有关于全光纤电流互感器的研究主要集中在全光纤电流互感器异常表现形式，对告警机制缺乏研究。
[0003]现有技术中，当相位调制器两端的补偿电容虚焊等故障时，会导致实际调制电压幅值降低并伴随有明显的暂态过程，调制深度偏移后导致解算后的电流误差过大，造成直流差动保护误动作，因此，研究全光纤电流互感器的故障机理及提出应对策略迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种全光纤电流互感器异常处理方法，用于解决调制深度偏移后导致解算后的电流误差过大，造成直流差动保护误动作的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种全光纤电流互感器异常处理方法，包括：对上电初始化后的全光纤电流互感器进行信号解调，得到一次谐波、二次谐波、四次谐波；根据二次谐波与四次谐波的比值计算得到调制深度值，其中，计算所述调制深度值的表达式为：，式中，为二次谐波与四次谐波的比值，为二次谐波，为四次谐波，为调制深度值所对应的二阶贝塞尔函数，为调制深度值所对应的四阶贝塞尔函数，为调制深度值，i为从0到无穷大；根据预设补偿值对所述调制深度值进行动态补偿，并计算动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波
的比值；在所述调制深度值动态补偿的小范围变化区间内，拟合二次谐波与四次谐波的比值与一次谐波与二次谐波的比值的函数关系，并根据动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值求解所述函数关系中的参数，其中所述函数关系的表达式为：，式中，、均为参数；判断所述全光纤电流互感器是否触发报警，且判断二次谐波与四次谐波的比值的变化率是否小于预设变化阈值；若未触发报警且二次谐波与四次谐波的比值的变化率不小于预设变化阈值，则根据所述函数关系计算一次谐波与二次谐波的比值，并基于一次谐波、二次谐波以及一次谐波与二次谐波的比值计算输出电流I。
[0006]第二方面，本专利技术提供一种全光纤电流互感器异常处理系统，包括：解调模块，配置为对上电初始化后的全光纤电流互感器进行信号解调，得到一次谐波、二次谐波、四次谐波；第一计算模块，配置为根据二次谐波与四次谐波的比值计算得到调制深度值，其中，计算所述调制深度值的表达式为：，式中，为二次谐波与四次谐波的比值，为二次谐波，为四次谐波，为调制深度值所对应的二阶贝塞尔函数，为调制深度值所对应的四阶贝塞尔函数，为调制深度值，i为从0到无穷大；补偿模块，配置为根据预设补偿值对所述调制深度值进行动态补偿，并计算动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值；
拟合模块，配置为在所述调制深度值动态补偿的小范围变化区间内，拟合二次谐波与四次谐波的比值与一次谐波与二次谐波的比值的函数关系，并根据动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值求解所述函数关系中的参数，其中所述函数关系的表达式为：，式中，、均为参数；判断模块，配置为判断所述全光纤电流互感器是否触发报警，且判断二次谐波与四次谐波的比值的变化率是否小于预设变化阈值；第二计算模块，配置为若未触发报警且二次谐波与四次谐波的比值的变化率不小于预设变化阈值，则根据所述函数关系计算一次谐波与二次谐波的比值，并基于一次谐波、二次谐波以及一次谐波与二次谐波的比值计算输出电流I。
[0007]第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的全光纤电流互感器异常处理方法的步骤。
[0008]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本专利技术任一实施例的全光纤电流互感器异常处理方法的步骤。
[0009]本申请的一种全光纤电流互感器异常处理方法，在全光纤电流互感器调制深度波动时通过干涉光强信息的二次谐波与四次谐波的比值快速跟踪干涉光强信息的一次谐波与二次谐波的比值，从而能够更精确的计算暂态过程中的直流电流，有效解决了调制回路调制电压突变造成全光纤电流互感器在未触发报警输出电流异常问题，避免了直流控制保护误动。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术一实施例提供的一种全光纤电流互感器异常处理方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供的一种全光纤电流互感器异常处理系统的结构框图；图3是本专利技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]在本专利技术中，全光纤电流互感器属于无源电子式电流互感器，基于Faraday磁旋光效应，通过探测器实时测量偏振光在磁场中的相位变化，经过信号处理系统对光信号的调制与解调获取与非互易相位差成比例关系的被测电流信息。
[0014]全光纤电流互感器中光电探测器的干涉光强公式为：，（1）式中，为光电探测器的干涉光强，为光源光强，为传感光纤匝数、为传感光纤的Verdet常数，I为输出电流。由式（1）可知，输出光强不能反映Faraday相移的符号以及余弦函数在零相位处一阶导数为零的特点，使得电流输出信号不具有区分电流方向且检测灵敏度低的两个缺点。所以，需要通过相位调制器对两束线偏振光进行相位调制将系统工作点偏移到其它位置，从而实现双向全范围的精确测量。我们假设在这里采用正弦波调制方式。一般情况下，光的相位与所施加的调制电压成线性关系，因此在正弦波调制的电压作用下，相位与调制电压的关系如式（2）所示：，（2）式中，为相位，为两电极间距，为电极长度，为光波导的折射率，为波导材料的光电系数，为调制电压，为调制系数。此时光电探测器的干涉光强表达式为：，（3）对于同一束偏振光而言偏振光束在保偏光纤延迟线和传感头中传输，经过延迟时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全光纤电流互感器异常处理方法，其特征在于，包括：对上电初始化后的全光纤电流互感器进行信号解调，得到一次谐波、二次谐波、四次谐波；根据二次谐波与四次谐波的比值计算得到调制深度值，其中，计算所述调制深度值的表达式为：，式中，为二次谐波与四次谐波的比值，为二次谐波，为四次谐波，为调制深度值所对应的二阶贝塞尔函数，为调制深度值所对应的四阶贝塞尔函数，为调制深度值，i为从0到无穷大；根据预设补偿值对所述调制深度值进行动态补偿，并计算动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值；在所述调制深度值动态补偿的小范围变化区间内，拟合二次谐波与四次谐波的比值与一次谐波与二次谐波的比值的函数关系，并根据动态补偿后的二次谐波与四次谐波的比值，以及动态补偿后的一次谐波与二次谐波的比值求解所述函数关系中的参数，其中所述函数关系的表达式为：，式中，、均为参数；判断所述全光纤电流互感器是否触发报警，且判断二次谐波与四次谐波的比值的变化率是否小于预设变化阈值；若未触发报警且二次谐波与四次谐波的比值的变化率不小于预设变化阈值，则根据所述函数关系计算一次谐波与二次谐波的比值，并基于一次谐波、二次谐波以及一次谐波与二次谐波的比值计算输出电流I。2.根据权利要求1所述的一种全光纤电流互感器异常处理方法，其特征在于，所述根据预设补偿值对所述调制深度值进行动态补偿，并计算动态补偿后的二次谐波
与四次谐波的比值，以及一次谐波与二次谐波的比值，包括：对所述调制深度值分别增加预设补偿值和减小预设补偿值；计算所述调制深度值增加预设补偿值后的二次谐波与四次谐波的第一比值，以及一次谐波与二次谐波的第二比值，其中，计算所述第一比值的表达式为：，式中，为调制深度值增加预设补偿值后的二次谐波与四次谐波的第一比值；计算所述第二比值的表达式为：，式中，为调制深度值增加预设补偿值后的一次谐波与二次谐波的第二比值；计算所述调制深度值减小预设补偿值后的二次谐波与四次谐波的第三比值，以及一次谐波与二次谐波的第四比值，其中，计算所述第三比值的表达式为：，式中，为调制深度值减小预设补偿值后的二次谐波与四次谐
波的第三比值；计算所述第四比值的表达式为：，式中，为调制深度值减小预设补偿值后的一次谐波与二次谐波的第四比值。3.根据权利要求1所述的一种全光纤电流互感器异常处理方法，其特征在于，其中，求解得到的所述函数关系中参数的表达式为：，式中，为调制深度值减小预设补偿值后的一次谐波与二次谐波的第四比值，为调制深度值减小预设补偿值后的二次谐波与四次谐波的第三比值，为调制深度值增加预设补偿值后的一次谐波与二次谐波的第二比值，为调制深度值增加预设补偿值后的二次谐波与四次谐波的第一比值；求解得到的所述函数关系中参数的表达式为：。4.根据权利要求1所述的一种全光纤电流互感...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仕豪，熊华强，黎鹏程，苏永春，钟逸铭，张韬，余滢婷，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：