[发明专利]基于激光泵的电力设备运行状况在线监测系统

说明书

技术领域

本发明提供一种基于激光泵的电力设备运行状况在线监测系统，属于电力设备监测技术 领域。

背景技术

为了保证电力设备的安全运行，需要对电力设备的运行状况进行实时跟踪监测，并对设 备进行故障预报和诊断，在线监测系统能够完成电力设备的状态跟踪，是实施状态维修的必 由之路。然而，现在大部分的在线监测系统中，采集信号的方式大多是采用电线电缆长距离 传输模拟信号，即传感器将测得的电力设备运行信号，经A/D转换和处理后通过电线电缆长距 离传输给工控机，这种结构存在以下弊端：

1、由于一般电站或电厂，被测设备(如电流互感器、电压互感器、耦合电容器、变压器 套管、铁芯、避雷器等)相距很远，几乎遍布整个电站，所以这种结构中每个被测设备对应 的传感器(主要用于采集信号)可以安装在设备旁边，但传感器的输出到数据处理单元的距 离是很远的，可能达到五六十米，这样势必造成信号的衰减和失真，同时由于电站内恶劣的 电磁环境，更加给模拟信号的传输造成严重干扰，使数据处理单元接收到的数据不准确。

2、系统工作时，为了监测被测设备(容性设备)的介质损耗，即在某时刻，流经容性设 备接地线的泄漏电流和母线上电流的相角差，一般取PT的信号代替母线上的信号作为参考； 严格上要求采集到的被测设备的信号和参考信号为同一时刻的数据，然后二者才有可比性， 才能真正反映出设备的运行情况，但以上结构受数据处理单元中程序的制约，不能同时转换 两个端口的模拟数据，故没能使两个信号完全达到真正意义的同步。

3、有些结构考虑将A/D转换部分提前到被测设备附近，也就是传感器输出模拟信号后马 上进行A/D转换，然后再将转换后的数字信号通过电线电缆传给数据处理单元；这样的结构中， 干扰是非常严重的，A/D转换单元是数据采集和处理的关键环节，太靠近干扰源，势必造成严 重的电磁干扰，使采集的数据大大失真。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、抗干扰能力强、被测信号和参考信号真正的 同步、避免信号衰减和失真的基于激光泵的电力设备运行状况在线监测系统。其技术方案为：

包括工控机、两个多路A/D转换器和安装在多个被测设备上的传感器，其特征在于：增 设数据处理单元、两个激光泵、两个光电转换模块和3个无源穿芯式电流传感器，其中ABC 三相末屏接地线穿过3个电流传感器，安装在多个被测设备上的传感器的输出端接一个多路 A/D转换器，3个电流传感器的输出端对应接另一个多路A/D转换器，且两个多路A/D转换器 及与其连接的两个光电转换模块均靠近各自连接的传感器或电流传感器安装，两个多路A/D 转换器的输出端对应经两个光电转换模块，由光纤接两个激光泵，两个激光泵均经数据处理 单元接工控机。

所述的基于激光泵的电力设备运行状况在线监测系统，数据处理单元采用标准的PC104 工控板，带有以太网接口，与激光泵之间用以太网连接，工控机经RS485接口接数据处理单 元。

所述的基于激光泵的电力设备运行状况在线监测系统，每个光电转换模块均包括充电二 极管D、放大器F、电阻R1-3、二极管DT1-2、电容C1-2和运算放大器U，其中充电二极管D 的输入端经光纤接激光泵，输出端经放大器F分别接运算放大器U的输入端和二极管DT1-2 的一端，二极管DT1-2的一端的另一端分别经电容C1-2接地、并对应接电阻R2-3的一端， 电阻R2-3的另一端相接后接运算放大器U的另一输入端，两个光电转换模块中的两个运算放 大器U的输出端均对应经A/D转换器2接传感器3、电流传感器，电阻R1与放大器F并接。