基于光學電流傳感器的差動保護裝置制造方法
【專利摘要】基于光學電流傳感器的差動保護裝置，涉及電力系統繼電保護裝置。本發明是為解決級聯后的光學電流傳感器輸出光信號的載波光信號的光功率損耗嚴重的問題。本發明將第一光學電流傳感器和第二光學電流傳感器設置在保護區間的兩端，光源通過多模光纖與多模光纖分束器的入射端連接，多模光纖分束器的輸出端分別通過多模光纖和與第一光學電流傳感器和第二光學電流傳感器的入射端連接，第一光學電流傳感器和第二光學電流傳感器的出射端分別通過多模光纖和與多模光纖合束器的入射端連接，多模光纖合束器的出射端通過多模光纖與光信號處理單元的輸入端連接。本發明適用于電力系統繼電保護裝置。
【專利說明】基于光學電流傳感器的差動保護裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統繼電保護裝置。
【背景技術】
[0002] 當前，電力系統中的繼電保護裝置，都是將常規電磁式電流互感器檢測到的電流 信息以電信號的方式傳遞給繼電保護裝置，在繼電保護裝置中進行故障判據的運算和結果 判定。為實現繼電保護裝置的低成本化和輕量化，特開2000-59987和特愿平11-224821 (日 本）申請提出了一種以依據具有差動運算功能的光學電流傳感器的保護繼電裝置取代現 有的依據繞組型電流變換器的電流測定方法。該專利所述的繼電保護裝置由兩光學電流傳 感器按照級聯的方式，得到與流向保護區間成比例的差電流輸出信號，進而進行保護區間 的故障判斷。
[0003] 現有專利描述的基于光學電流傳感器的繼電保護裝置如圖4所示，包括：由第一 多模光纖準直器14a、第一起偏器12a、第一法拉第磁光兀件11a、第一檢偏器13a和第三多 模光纖準直器14c構成的第一光學電流傳感器1，第一檢偏器13a相對于第一起偏器12a以 45°的角度設置；與第一光學電流傳感器1同樣結構的由第二多模光纖準直器14b、第二起 偏器12b、第二法拉第磁光兀件lib、第二檢偏器13b和第四多模光纖準直器14d構成的第 二光學電流傳感器2,第二檢偏器13b相對于第二起偏器12b以45°的角度設置；光源10 ; 第一多模光纖3a、第四多模光纖3d和第六多模光纖3f ;由光電變換器15、高通濾波器電路 16、低通濾波器電路17以及比例計算器18構成的光信號處理單元6、差電流檢測部件7和 判定部件8。
[0004] 第一光學電流傳感器1和第二光學電流傳感器2設置在電力系統的保護區間9的 兩端；這里假設，第一光學電流傳感器1敏感保護區間9 一端側流過的第一電流h，第二光 學電流傳感器2敏感保護區間9另一端側流過的第二電流i2 ;設置所述的第一電流^從保 護區間9的外側流向內側的方向為正，設置所述的第二電流i2從保護區間9的外側流向內 側的方向為正；設置所述的第一光學電流傳感器1內的光傳播方向與由該第一光學電流傳 感器1敏感的所述的第一電流^產生的磁場方向一致，設置所述的第二光學電流傳感器2 內的光傳播方向與由該第二光學電流傳感器2敏感的所述的第二電流"產生的磁場方向 一致。
[0005] 光源10發出的規定波長的光功率為P(!自然光通過第一多模光纖3a送入第一光 學電流傳感器1的第一多模光纖準直器14a，第一多模光纖準直器14a將接收的光信號射入 第一起偏器12a變成光功率為
【權利要求】
1. 基于光學電流傳感器的差動保護裝置，其特征在于：它包括第一光學電流傳感器 (1)、第二光學電流傳感器（2)、光源（10)、第一多模光纖（3a)、第二多模光纖（3b)、第三多 模光纖（3c)、第四多模光纖（3d)、第五多模光纖（3e)、第六多模光纖（3f)、多模光纖分束器 (4)、多模光纖合束器（5)、光信號處理單元（6)、差電流檢測部件（7)和判定部件（8); 所述的第一光學電流傳感器（1)包括：第一多模光纖準直器（14a)、第一起偏器（12a)、 第一法拉第磁光兀件（11a)、第一檢偏器（13a)和第三多模光纖準直器（14c)，并且第一檢 偏器（13a)相對于第一起偏器（12a)以45°的角度設置； 所述的第二光學電流傳感器（2)包括：第二多模光纖準直器（14b)、第二起偏器（12b)、 第二法拉第磁光兀件（lib)、第二檢偏器（13b)和第四多模光纖準直器（14d)，并且第二檢 偏器（13b)相對于第一起偏器（12b)以45°的角度設置； 所述的第一光學電流傳感器（1)和第二光學電流傳感器（2)設置在保護區間（9)的兩 端； 光源（10)發出的光信號P(I通過第一多模光纖（3a)送入多模光纖分束器（4)，多模光 纖分束器（4)將接收的光信號匕平均分成功率相等的兩束光，S卩：第一束光ΡΜ和第二束光 Ρ〇2 ； 第一束光Pen通過第二多模光纖（3b)送入第一光學電流傳感器（1)的第一多模光纖準 直器（14a)，第一多模光纖準直器（14a)將接收的光信號射入第一起偏器（12a)變成偏 振光，該偏振光經過第一法拉第磁光兀件（11a)，并在保護區間（9) 一端側流過的第一電流 h作用下，偏振光的偏振面產生與第一電流h大小成比例的旋轉，發生旋轉后的偏振光通 過第一檢偏器（13a)進行檢光，檢光后的光信號送入第三多模光纖準直器（14c)，得到敏感 第一電流L的光信號P lx ; 第二束光Pee通過第三多模光纖（3c)送入第二光學電流傳感器（2)的第二多模光纖準 直器（14b)，第二多模光纖準直器（14b)將接收的光信號匕2射入第二起偏器（12b)變成偏 振光，該偏振光經過第二法拉第磁光元件（11b)，并在法拉第磁光效應敏感保護區間（9)另 一端側流過的第二電流i 2作用下，偏振光的偏振面產生與第二電流i2大小成比例的旋轉， 發生旋轉后的偏振光通過第二檢偏器（13b)進行檢光，檢光后的光信號送入第四多模光纖 準直器（14d)，得到敏感第二電流i 2的光信號P2x ; 光信號Plx和P&分別通過第四多模光纖（3d)和第五多模光纖（3e)進入多模光纖合束 器（5)的入射端，多模光纖合束器（5)將光信號Plx和P2x合束，得到敏感第一電流^和敏 感第二電流i 2信息的合束光信號Px，光信號匕通過第六多模光纖（3f)輸入到光信號處理 單元￠)的信號輸入端，光信號處理單元￠)的信號輸出端連接差電流檢測部件（7)的信 號輸入端，差電流檢測部件（7)的信號輸出端連接判定部件（8)的信號輸入端。
2. 根據權利要求1所述的基于光學電流傳感器的差動保護裝置，其特征在于：光信號 處理單元（6)包括光電變換器（15)、高通濾波器電路（16)、低通濾波器電路（17)和比例計 算器（18); 光電變換器（15)用于接收第六多模光纖（3f)的光信號，并對該光信號變換成電信號， 并同時送入高通濾波器電路（16)和低通濾波器電路（17); 高通濾波器電路（16)和低通濾波器電路（17)用于將接收的電信號分離為直流分量和 交流分量； 比例計算器（18)用于接收直流分量和交流分量，將交流分量除以直流分量，獲得差電 流輸出信號。
【文檔編號】G01R19/00GK104158161SQ201410421889
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】于文斌, 張國慶, 郭志忠, 宋平, 黃華煒, 李傳生, 申巖, 王貴忠 申請人:哈爾濱工業大學, 國網上海市電力公司, 國網智能電網研究院, 國家電網公司
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