[发明专利]一种光纤电流互感器的状态在线监测与自诊断方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网用的光纤电流互感器工作状态在线监测与自诊断技术领域，并且更具体地，涉及一种光纤电流互感器的状态在线监测与自诊断方法及系统。

背景技术

光纤电流互感器在变电站现场运行过程中会受到各种因素的影响，例如外在的因素，包括：环境温度、振动、冲击和电磁干扰等；内在的因素包括：光电子器件性能老化、光路损耗增加等，这些因素将引起光纤电流互感器内部工作状态量发生变化，从而降低了产品的准确性和可靠性。

目前光纤电流互感器使用的光源为超辐射发光二级管(简称SLD光源)，其输出光功率的变化和光谱的中心波长的变化将引起互感器的精度变差，轻则引起误差超差，严重时将导致互感器输出无波形或输出异常，从而引发相关保护设备闭锁，影响到整个变电站的运行。SLD光源作为光纤电流互感器的核心光学元器件，其内部发光芯片在长期运行过程中会发生老化，发光效率降低。因此需要对SLD光源进行状态监测，并诊断光源工作是否正常。

现有的光纤电流互感器在线监测方法大多是通过监测光电探测器上接收的总光功率实现对整个光路的损耗的监测，其中包含了其他光学器件和光路熔接点的损耗，无法直接监测光源的输出光功率，更无法实现光源工作状态的自诊断。而对于光源光谱中心波长的监测，目前只能在实验室使用光谱仪进行测试，无法做到产品现场运行过程中的在线监测。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种光纤电流互感器的状态在线监测与自诊断方法，所述方法包括：

利用光纤电流互感器的耦合器的端口处的第二光电探测器对光纤电流互感器中的超辐射发光二级管SLD光源的输出光功率进行监测，并将所述输出光功率发送到光源状态控制与自诊断模块；

电流监测模块将驱动电流转化为驱动电压，以基于对驱动电压的监测来实现对驱动电流的监测，并将所述驱动电流发送到光源状态控制与自诊断模块；

温度监测模块通过测量热敏电阻的阻值对所述SLD光源的芯片工作温度进行监测，并将所述芯片工作温度发动到光源状态控制与自诊断模块；以及

光源状态控制与自诊断模块将所述SLD光源的输出光功率、芯片工作温度和驱动电流分别与数据库中的相应常态工作值进行对比，通过对比的结果对所述SLD光源的工作状态进行自诊断，并获取自诊断信息。

优选地，其中所述第二光电探测器接收的光功率为SLD光源的输出光功率的1/2。

优选地，其中所述SLD光源的输出光功率通过调整电流驱动源输出的驱动电流进行调节。

优选地，其中通过使用取样电阻将驱动电流转化为驱动电压。

优选地，其中所述光源状态控制与自诊断模块根据所述SLD光源的输出光功率和芯片工作温度，分别向电流驱动源和温控驱动源发出反馈控制信息，所述电流驱动源和温控驱动源根据反馈信息调节驱动电流和芯片工作温度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光纤电流互感器的状态在线监测与自诊断系统，所述系统包括：光纤电流互感器、第二光电探测器、光源状态控制与自诊断模块、电流监测模块和温度监测模块，

第二光电探测器，分别与光纤电流互感器的耦合器和光源状态控制与自诊断模块相连接，用于对光纤电流互感器中的SLD光源的光功率进行监测，并将所述输出光功率发送到光源状态控制与自诊断模块；

光源状态控制与自诊断模块，分别与电流驱动源的输入端、电流监测模块的输出端、温度监测模块的输出端和温控驱动源的输入端相连接，将所述SLD光源的输出光功率、芯片工作温度和驱动电流分别与数据库中的相应常态工作值进行对比，通过对比的结果对所述SLD光源的工作状态进行自诊断；

电流监测模块，与所述SLD光源相连接，用于对驱动电流进行监测，其中将驱动电流转化为驱动电压，以基于对驱动电压的监测来实现对驱动电流的监测，并将所述驱动电流发送到光源状态控制与自诊断模块；

温度监测模块，过测量热敏电阻的阻值对所述SLD光源的芯片工作温度进行监测，并将所述芯片工作温度发动到光源状态控制与自诊断模块。

优选地，其中所述第二光电探测器接收的光功率为SLD光源的输出光功率的1/2。

优选地，其中所述SLD光源的输出光功率通过调整电流驱动源输出的驱动电流进行调节。

优选地，其中通过使用取样电阻将驱动电流转化为驱动电压。

优选地，其中所述光源状态控制与自诊断模块还用于：

根据所述SLD光源的输出光功率和芯片工作温度，分别向电流驱动源和温控驱动源发出反馈控制信息。