一种全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法与流程

本发明涉及使用光调制装置
技术领域：
，具体涉及一种全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法。
背景技术：
：电流互感器是电力系统中的关键设备，为各种安全稳定控制、继电保护以及计量装置提供电信号。全光纤电流互感器是一种新型的电流互感器，它利用先进的光电子技术测量电气设备电流，在高压侧只有光纤无任何有源器件，高压侧与低压侧之间仅有光纤连接。这种新型的电流互感器可在大动态范围内实现对电流波形的准确测量，可直接测量直流电流，代表了电流互感器未来的发展方向。全光纤电流互感器具有抗电磁干扰能力强、安全性能高等优点，能够满足高电压、大电流、实时带电测量的要求,得到了广泛的重视和研究。全光纤电流互感器目前已在国网多回直流实际应用，也将在南方电网云贵联网工程中使用。全光纤电流互感器高压侧无源，光信号通过单条光纤来回，测量原理原理如图1所示，基于faraday磁致旋光效应使偏振角在电流产生的磁场中偏转，最后通过sagnac干涉测量原理测量干涉功率来得到电流值。全光纤电流互感器结构如图2所示，其包括由保偏光纤、绝缘子、外壳等构成的测量部分和测量系统机箱两部分，光源(过载二极管)位于测量系统机箱当中。当光纤老化等情况发生时，系统整体功率下降，会导致测量端测量到的干涉功率信噪比增大，直接影响电流测量精度，因此，需要一种评估全光纤电流互感器的光纤衰耗的方法。技术实现要素：针对现有技术中的不足，本发明提供一种全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，其通过简单测量即可获取的信噪比以建立评估全光纤电流互感器的光纤衰耗方法为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，其包括以下步骤：步骤1：定义对未投入使用的全光纤电流互感器的光纤进行测量的工况为理想工况，设定起始光源功率和功率步长，以起始光源功率以及起始光源功率增加功率步长的整数倍为采样测量点，获取在理想工况下各采样测量点的信号测量值，以信号测量值的平均值作为正常信号ps，以每次信号测量值与正常信号的差值的平均值作为噪声信号pn，根据下式计算理想工况下各采样测量点的理想信噪比snr；步骤2：定义对已投入使用的全光纤电流互感器的光纤进行测量的工况为实际工况，对应理想工况的各测量采样测量点，获取在实际工况下各采样测量点的信号测量值，以信号测量值的平均值作为正常信号ps’，以每次信号测量值与正常信号的差值的平均值作为噪声信号pn’，根据下式计算实际工况下各采样测量点的实际信噪比snr’；步骤3：定义实际信噪比snr’与理想信噪比snr的差值为光纤损耗系数，若光纤损耗系数超过设定的临界损耗值，则判定该全光纤电流互感器的电流测量结果不可信。如上所述的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，进一步地，在理想工况下进行测量时，全光纤电流互感器不施加工作电流。如上所述的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，进一步地，在实际工况下进行测量时，全光纤电流互感器施加1000a的工作电流。如上所述的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，进一步地，功率步长为5mw。如上所述的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，进一步地，起始光源功率为55mw。如上所述的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，进一步地，临界损耗值为0.2。本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明以实际应用中可简单测量获取的信噪比作为全光纤电流互感器光纤衰耗评估指标，建立的全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法更容易应用于实际电网工程中。附图说明图1为纯光式电流互感器测量原理示意图；图2为全光纤电流互感器的结构原理图；图3为本发明实施例的光纤衰耗评估方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。实施例：纯光式电流互感器通过光纤返回的干涉功率来计算电流，返回的干涉功率越大，测量信噪比就越低，测量稳定性就越强。假设同一根光纤，当所测电流不变，光源功率不变的情况下，发现它的测量信噪比上升，那么这个信噪比上升就是由光纤损耗变大导致的，我们通过对比信噪的变化情况来衡量光纤的状态。一种全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法，其包括以下步骤：步骤1：定义对未投入使用的全光纤电流互感器的光纤进行测量的工况为理想工况，设定起始光源功率和功率步长，以起始光源功率以及起始光源功率增加功率步长的整数倍为采样测量点，获取在理想工况下各采样测量点的信号测量值，以信号测量值的平均值作为正常信号ps，以每次信号测量值与正常信号的差值的平均值作为噪声信号pn，根据下式计算理想工况下各采样测量点的理想信噪比snr。本实施例中，光源选用全新过载二极管作为，光纤选用全新保偏光纤，在不施加电流(电流为0a)情况下进行测量，详细测量步骤如下：i.选取55mw为光源功率，步长5mw，在该光源功率的采样测量点下进行1000次测量而测出返回功率。ii.计算信噪比需要求得正常信号及噪音信号。收集1000次信号测量值求平均值作为正常信号ps，以每次信号测量值与正常信号的差值的平均值作为噪声信号pn。iii.计算理想工况下各采样测量点的理想信噪比snr：iv.光源功率每次加5mw，重复i到iii步，直到390mw(过载二极管极限功率为400mw)。经过步骤i到iv，我们可以获得理想情况功率-信噪比对照表，以此作为理想工况下的没有出现光纤损耗的理想值。步骤2：定义对已投入使用的全光纤电流互感器的光纤进行测量的工况为实际工况，对应理想工况的各测量采样测量点，获取在实际工况下各采样测量点的信号测量值，以信号测量值的平均值作为正常信号ps’，以每次信号测量值与正常信号的差值的平均值作为噪声信号pn’，根据下式计算实际工况下各采样测量点的实际信噪比snr’。本实施例中，实际工程dpt实验施加1000a的工作电流，选取与步骤1对应的光源功率的采样测量点，计算实际工况下各采样测量点的实际信噪比snr’，将实际信噪比snr’、理想信噪比snr和光源功率列表对比，从表1可知光源功率不影响全光纤电流互感器的同一根光纤，而实际信噪比和理想信噪比的差值与光纤损耗情况有关。表1序号实际信噪比光源功率(mw)理想信噪比信噪比差值11.11000.80.321.31501.10.231.53001.30.2步骤3：定义实际信噪比snr’与理想信噪比snr的差值为光纤损耗系数，若光纤损耗系数超过设定的临界损耗值，则判定该全光纤电流互感器的电流测量结果不可信。本发明以实际应用中可简单测量获取的信噪比作为全光纤电流互感器光纤衰耗评估指标，建立全光纤电流互感器光纤衰耗评估方法更容易应用于实际电网工程中。上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3