有源电子式互感器的供能激光器老化寿命在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于智能电网设备在线状态监测领域，更具体地，涉及一种有源电子 式互感器的供能激光器老化寿命在线监测系统。
【背景技术】
[0002] 随着数字化变电站的发展，电子式互感器被越来越广泛地应用。依照国际电工委 员会的标准，电子式互感器可以分为有源式和无源式两种。有源式是指传感头部分采用传 统的传感原理，仅利用光纤传输数据的电子式互感器，由于光纤只能够传输数字信号，所以 势必要设计相应的电子电路以满足高压侧对传感头的输出信号进行模拟量与数字量的转 换需求，因而也就带来了电路的供能问题，这是有源电子式互感器研宄中的难点和关键技 术。
[0003] 对于上述的供能问题，在目前有源电子式互感器方案中应用最广的是采用由CT 供能和激光器供能组成的复合供能技术，如图1所示，有源电子式互感器主要由传感元件 1、取能元件2、高压侧电路4、供能电路5等组成。合并单元12用于接收有源电子式互感器 的信号，并进行处理，发送给后续的测量装置10和继电保护装置11，其内部供能激光器作 为互感器供能电源的一部分，可对互感器进行供能。有源电子式互感器有两个供能来源：CT 供能电路5和光电池6。当一次母线3电流较大时，由取能元件2从母线3上取能，经过供 能电路5整流、滤波、稳压等进行处理后，提供给高压侧电路4所必需的电源。当一次母线 3电流较小时，采用激光供能方式，由大功率激光管8通过光纤7将光能传送至高压侧的光 电池6,由光电池将光能量转换为电能量，再经过DC-DC变换后提供稳定的电源输出。这种 方法既可以避免CT供能的死区问题，也可以降低大功率激光器工作的时间，延长其寿命。
[0004] 在采用了激光供能的有源电子式互感器应用方案中，由于供能的重要性，对供能 激光器状态性能的可靠监测就显得十分重要，尤其是对供能激光器寿命的监测。而对激光 器寿命的监测，又分为故障寿命监测和老化寿命监测。
[0005] 目前，对供能激光器故障寿命监测方面的研宄较多，大都是将激光器实际情况下 的工作状态与正常工作条件下的工作状态进行比较，以此判断供能激光器是否出现故障。 而对供能激光器老化寿命监测方面的研宄较少，尚缺乏对环境适用性强、可靠性高的监测 方法，现有的技术方案不能直接对激光器老化寿命进行评估，而至多只是间接评估，寿命预 测，从而对供能激光器的检修也只能采取故障检修或定期检修，这与用寿命直接评估技术 实现状态检修相比，可靠性低，经济性差。因此迫切需要一种能够对激光器老化寿命进行直 接监测的技术来实现更为可靠的激光器状态检修。
【发明内容】
[0006] 本实用新型为了克服现有技术对合并单元内部供能激光器的老化寿命不能进行 在线直接监测的不足，提供了一种有源电子式互感器的供能激光器老化寿命在线监测系 统，该系统可直接在线监测激光器的正常老化寿命，实现了激光器的状态检修。
[0007] 为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
[0008] 一种有源电子式互感器的供能激光器老化寿命在线监测系统，包括：传感单元、单 片机、计算机：
[0009] 传感单元包括电压传感器、电流传感器，其中，电流传感器安装于直流电源给合并 单元供电的进线处，以采集合并单元供电电流信号；电压传感器，与合并单元并联连接，用 于采集合并单元供电电压信号；
[0010] 单片机的信号接口与电流传感器和电压传感器连接，用于接收电压、电流模拟信 号，并将其转换为数字信号，通过通信总线发送给计算机。
[0011] 计算机连接单片机与合并单元，接收合并单元供电电压、电流信号数据及母线上 的电流信号数据，为进行寿命监测提供相关数据。
[0012] 所述计算机上安装有常规的监测程序，用于对电流信号进行阈值判断，自动显示 寿命情况。
[0013] 本实用新型通过采集合并单元供电电流信号，对激光器的状态进行监测。
[0014] 本实用新型的优点在于：
[0015] 本实用新型系统通过直接测量合并单元供电电源电流来实现对供能激光器工作 电流的间接测量，进而实现对供能激光器正常老化寿命的直接在线监测，填补了电子式电 流互感器正常老化寿命直接在线监测的空白，具有可靠性高，环境适用性强，且便于移植的 优点。
【附图说明】
[0016] 图1是有源电子式互感器复合供能原理图；
[0017] 图2是本实用新型的有源电子式互感器的供能激光器老化寿命监测系统示意图；
[0018]图3是供能激光器输出光功率与其驱动电流的关系，其中，曲线a是激光器正常情 况下的P-I曲线，曲线b是激光器老化情况下的P-I曲线；
[0019] 图4是供能激光器驱动电源原理示意图；
[0020] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0021] 1-传感元件，2-取能元件，3-高压母线，4-高压侧电路，5-供能电路，6-光电池，7-光纤，8-大功率激光器，9-低压侧电路，10-测量装置，11-继电保护装置，12-合并单元， 13-DC-DC电源，14-激光器驱动电源（恒流源），15-激光二极管，16-直流电源，17-电流传 感器，18-电压传感器，19-单片机，20-通信总线，21-计算机。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0023] 如图2所示，一种用于实现有源电子式互感器的供能激光器在线寿命直接监测系 统，该系统包括：直流电源16用于给合并单元12供电；电流传感器17安装于直流电源给合 并单元12供电的进线处，以采集合并单元12供电电流信号；电压传