[发明专利]适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统

说明书

本发明为适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统，属于低频输电线路装置领域，针对现有采样电路难以在低频输电工程使用的问题，采用技术方案如下：一种适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统，包括激光光源、光学电流互感器和装置处理器，光学电流互感器、装置处理器之间设有两组信号处理单元，每个信号处理单元包括光学信号转化为电流信号的光电探测器、电流信号转换成电压信号的I/U转换器、获得有效模拟信号的滤波放大器、有效模拟信号转成数字信号的A/D转换器和输出数字信号至装置处理器的采样控制器，装置处理器处理数字信号，保证数据有效性。本申请保证采样数据有效性，避免保护装置误动，适用低频输电工程。

技术领域

本发明属于低频输电线路装置领域，特别涉及一种适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统。

背景技术

互感器作为智能变电站中一次系统的传感元件，是继电保护装置信息采集、可靠动作的源头，其可靠性不容忽视，对电力系统安全稳定运行起着非常重要的作用。Q/GDW441-2010《智能变电站继电保护技术规范》对电子式互感器提出了双重化配置要求，保护装置根据电子式互感器的双A/D模拟量采样值做相应处理，提高可靠性。低频输电继电保护装置显然也必须满足此规范要求。与传统电流互感器(CT)相比，电子式互感器具有体积小、重量轻、绝缘结构简单、频带宽和动态范围大等优点。目前，随着光学电流互感器OCT(OpticalCurrent Transform，OCT)的原理、技术和生产工艺的发展成熟，OCT产品已经在智能电网中得到广泛应用，尤其在直流输电工程中，但在低频输电工程中鲜有应用。

申请号为“202010643451.2”的专利文献提供一种电力二次设备双重化采样电路，其为一种包括与电流互感器CT副边输出相连的采样电阻网络以及两套采样电路，能够确定采样电阻的工作状态，实时甄别CT副边侧采样电阻的异常情况。但其包含的CT的副边线圈和采样电阻是公共回路，并未真正完全实现采样系统的独立运行，不能保证采样数据的准确性，当采样电阻损坏或副边线圈虚接均有可能导致双AD判断失效，从而导致继电保护装置误动。

申请号为“201320407509.9”的专利文献提供一种合并单元双AD采样回路，其为一种包括CT线圈的双AD采样回路，其中的CT线圈的副边包括两个线圈，两个线圈分别连接取样电阻、滤波电路和A/D采样回路。虽采用双副边线圈及独立采样电阻的设计，但其互感器依旧基于传统CT，低频输电系统中存在的大量谐波会加速CT铁芯饱和速度，造成测量误差。

从以上文献可知，现有双重化A/D采样电路中存在公共回路不能独立运行，无法保证采样数据准确性，容易导致继电保护装置误动，此外，传统CT难以适用于低频输电工程关键技术的问题。

发明内容

针对现有双重化A/D采样电路中存在公共回路不能独立运行及传统CT难以适用于低频输电工程的问题，本发明提供一种适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统，省去传统CT及传统CT副边公共回路，通过两个结构相同的信号处理单元感知低频输电线路电流信号，再分别进行信号调理、A/D转换，将两套独立的采集数据传送至装置处理器，由装置处理器判断两组数据的一致性，以便后续计算，有效防止采样数据异常导致继电保护装置误动和传统CT难以适用于低频输电工程的问题。

本发明采用技术方案如下：一种适用于低频输电线路的光学电流互感器双重化采样系统，包括激光光源、光学电流互感器和装置处理器，所述光学电流互感器位于低频输电系统的一次侧，用于实时感知输电线路的电流，所述光学电流互感器和装置处理器之间设有两组并列的信号处理单元，每个所述信号处理单元包括依次相连的光电探测器、I/U转换器、滤波放大器、A/D转换器和采样控制器；

其中，光电探测器用于检测光学电流互感器的光学信号，并将光学信号转化为电流信号；I/U转换器用于将光电探测器转换后的电流信号转换成电压信号；所述滤波放大器用于放大和滤除电压信号中噪声，获得有效模拟信号；A/D转换器用于将有效模拟信号转成数字信号；采样控制器用于输出经A/D转换器处理后的数字信号至装置处理器，并控制A/D转换器实现信号同步采集；