[发明专利]一种光差动保护装置

权利要求书

1.一种光差动保护装置，其特征在于，包括光信号产生单元(1)、第一耦合器(2a)、第二耦合器(2b)、第一集成光学单元(3a)、第二集成光学单元(3b)、第一传感光纤(4a)、第二传感光纤(4b)、第一单模光纤(5)、第一反射镜(6)、第三传感光纤(7a)、第四传感光纤(7b)、第二单模光纤(8)、第二反射镜(9)、第一光电探测器(11a)、第二光电探测器(11b)、调制解调模块(12)和保护逻辑判断模块(13)；

所述光信号产生单元(1)的第一输出端与所述第一耦合器(2a)的第一端口A连接，所述光信号产生单元(1)的第二输出端与所述第二耦合器(2b)的第一端口A连接；

所述第一耦合器(2a)的第二端口B与第一集成光学单元(3a)的一端连接，第一耦合器(2a)的第三端口C与所述第一光电探测器(11a)的输入端连接；

所述第二耦合器(2b)的第二端口B与所述第二集成光学单元(3b)的一端连接，所述第二耦合器(2b)的第三端口C与所述第二光电探测器(11b)的输入端连接；

所述第一集成光学单元(3a)的另一端与所述第一传感光纤(4a)的一端连接；所述第一传感光纤(4a)的另一端与所述第一单模光纤(5)的一端连接；所述第一单模光纤(5)的另一端与所述第二传感光纤(4b)的一端连接；所述第二传感光纤(4b)的另一端与所述第一反射镜(6)连接；

所述第二集成光学单元(3b)的另一端与所述第三传感光纤(7a)的一端连接；所述第三传感光纤(7a)的另一端与所述第二单模光纤(8)的一端连接；所述第二单模光纤(8)的另一端与所述第四传感光纤(7b)的一端连接；所述第四传感光纤(7b)的另一端与所述第二反射镜(9)连接；

所述第一光电探测器(11a)的输出端与所述调制解调模块(12)的第一输入端连接；所述第二光电探测器(11b)的输出端与所述调制解调模块(12)的第二输入端连接；所述调制解调模块(12)的输出端与所述保护逻辑判断模块(13)连接；

工作时，所述第一传感光纤(4a)、所述第二传感光纤(4b)分别以正绕向设置在待保护单元(10)两侧，所述第三传感光纤(7a)以正绕向设置在与所述第一传感光纤(4a)相同位置，所述第四传感光纤(7b)以负绕向设置在与所述第二传感光纤(4b)相同位置；

其中，由保护安装处指向待保护单元(10)方向顺时针绕向为正、逆时针绕向为负；

所述第一传感光纤(4a)与所述第二传感光纤(4b)的匝数相等；所述第三传感光纤(7a)与所述第四传感光纤(7b)的匝数相等；

光差动保护比例制动系数K＝N₁V₁/N₂V₂，其中N₁为所述第一传感光纤(4a)的匝数，N₂为所述第三传感光纤(7a)的匝数，V₁为所述第一传感光纤(4a)的Verdet常数，V₂为所述第三传感光纤(7a)的Verdet常数，K的取值范围为0～1。

2.如权利要求1所述的差动保护装置，其特征在于，所述第一集成光学单元(3a)和第二集成光学单元(3b)结构相同，所述第一集成光学单元(3a)包括依次连接在所述第一耦合器(2a)的第二端口B与所述第一传感光纤(4a)的一端之间的起偏器(3a1)、集成相位调节单元(3a2)、延迟光纤(3a3)和1/4波片(3a4)。

3.如权利要求1所述的差动保护装置，其特征在于，所述保护逻辑判断模块(13)包括：

动作量计算单元(13a)，其输入端与所述调制解调模块(12)的第一输出端连接，用于根据所述调制解调模块(12)输出的第一数字解调信号Sr获得动作量X＝|S_r|；

制动量计算单元(13b)，其输入端与所述调制解调模块(12)的第二输出端连接，用于根据所述调制解调模块(12)输出的第二数字解调信号获得制动量Y＝|S_res|；以及

判定单元(13c)，用于将动作量X与预设的动作量定值Z和制动量Y进行比较，当X＞Z且X＞Y时则判定为所述待保护单元内部故障；否则判定为所述待保护单元外部故障。

4.如权利要求3所述的差动保护装置，其特征在于，所述动作量定值Z＝LI_N，I_N为流过待保护单元的额定电流幅值；L为比例系数，比例系数L取值范围为0.05～2。