【中國儀表網(wǎng) 儀表專利】創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權專利――有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測方法。該專利由華中科技大學申請，并于2016年10月5日獲得授權公告。
　　
　　內(nèi)容說明
　　
　　本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)設備在線狀態(tài)監(jiān)測領域，更具體地，涉及一種有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測方法。
　　
　　發(fā)明背景
　　
　　隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，電子式互感器被越來越廣泛地應用。依照國際電工委員會的標準，電子式互感器可以分為有源式和無源式兩種。有源式是指傳感頭部分采用傳統(tǒng)的傳感原理，僅利用光纖傳輸數(shù)據(jù)的電子式互感器，由于光纖只能夠傳輸數(shù)字信號，所以勢必要設計相應的電子電路以滿足高壓側(cè)對傳感頭的輸出信號進行模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換需求，因而也就帶來了電路的供能問題，這是有源電子式互感器研究中的難點和關鍵技術。
　　
　　在采用了激光供能的有源電子式互感器應用方案中，由于供能的重要性，對供能激光器狀態(tài)性能的可靠監(jiān)測就顯得十分重要，尤其是對供能激光器壽命的監(jiān)測。而對激光器壽命的監(jiān)測，又分為故障壽命監(jiān)測和老化壽命監(jiān)測。
　　
　　目前，對供能激光器故障壽命監(jiān)測方面的研究較多，大都是將激光器實際情況下的工作狀態(tài)與正常工作條件下的工作狀態(tài)進行比較，以此判斷供能激光器是否出現(xiàn)故障。而對供能激光器老化壽命監(jiān)測方面的研究較少，尚缺乏對環(huán)境適用性強、可靠性高的監(jiān)測方法，現(xiàn)有的技術方案不能直接對激光器老化壽命進行評估，而至多只是間接評估，壽命預測，從而對供能激光器的檢修也只能采取故障檢修或定期檢修，這與用壽命直接評估技術實現(xiàn)狀態(tài)檢修相比，可靠性低，經(jīng)濟性差。因此迫切需要一種能夠?qū)す馄骼匣瘔勖M行直接監(jiān)測的技術來實現(xiàn)更為可靠的激光器狀態(tài)檢修。
　　
　　發(fā)明內(nèi)容
　　
　　為了克服現(xiàn)有技術對合并單元內(nèi)部供能激光器的老化壽命不能進行在線直接監(jiān)測的不足，本發(fā)明提供了一種有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測方法，該方法可直接在線監(jiān)測激光器的正常老化壽命，實現(xiàn)了激光器的狀態(tài)檢修。
　　
　　為解決上述問題，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種有源電子式互感器的供能激光器老化壽命在線監(jiān)測方法，該方法包括如下步驟：首先，判斷供能激光器工作狀態(tài)。實時采集得到合并單元供電電源的電流值Ii，判斷供能激光器工作狀態(tài)：若Ii-Ic≥I閾值，則供能激光器開啟；若Ii-Ic<I閾值，則供能激光器關閉，此狀態(tài)下利用實時采集的供電電源的電流值Ii循環(huán)更新Ic直至供能激光器開啟，其中，Ic為供能激光器關閉時合并單元供電電源的電流值，Ii為包含n個合并單元供電電源電流值的數(shù)據(jù)列{I1、I2…In }，其中，i＝1 ,2，…n，i為采樣點數(shù)；供能激光器狀態(tài)切換引起的電流變化閾值I閾值＝激光器功率/供電電源電壓；在供能激光器關閉時，用Ii更新合并單元其他電路部分的供電電源電流值Ic，可以克服由合并單元其他電路部分的器件老化導致的功率增大對激光器電路部分功率監(jiān)測的影響。
　　

　　接著，獲取供能激光器驅(qū)動電源的供電電流值ILDi：依據(jù)ILDi＝Ii-Ic得到供能激光器工作狀態(tài)下激光器驅(qū)動電源的供電電流值ILDi，即合并單元供電電源電流中對應的供應供能激光器驅(qū)動電源部分的電流值。
　　
　　異常點處理：對經(jīng)步驟( 2 )得到的供能激光器驅(qū)動電源的供電電流值ILDi作異點處理，得到供能激光器驅(qū)動電源的供電電流值的有效數(shù)據(jù)列；通過對上述預處理后的電信號數(shù)據(jù)進行異常點處理，剔除其中的無效工作電流數(shù)據(jù)值，排除由于受外界環(huán)境及電流偶發(fā)的異常波動對測量結(jié)果造成的干擾，減小粗大誤差。
　　
　　建立關聯(lián)模型：根據(jù)供能激光器驅(qū)動電源供電電流的上升比例依據(jù)關聯(lián)模型βn＝αn，得到供能激光器工作電流的上升比例βn；在合并單元供電電源電流與供能激光器工作電流之間建立上述的關聯(lián)模型，通過直接測量合并單元供電電源電流來實現(xiàn)對激光器工作電流的間接測量，從而對激光器的壽命進行監(jiān)測。
　　
　　判斷激光器是否處于老化壽命狀態(tài)：對上述步驟得到的激光器工作電流的上升比例βn進行邏輯判斷：若βn大于25％，則表示供能激光器的正常工作壽命結(jié)束，執(zhí)行報警操作，否則，表示供能激光器的正常工作壽命未結(jié)束。
　　
　　作為進一步優(yōu)選地，若供能激光器仍處于正常工作壽命狀態(tài)，用實時采集的m個新的合并單元電源電流Ii，加入原合并單元電流值數(shù)據(jù)列，同時去除原合并單元電流值數(shù)據(jù)列的前m個數(shù)據(jù)，組成新的合并單元供電電源電流數(shù)據(jù)列{I(m 1 )、I(m 2 )、…I( n m )}，重復上述步驟直至檢測到激光器處于老化壽命狀態(tài)。異點處理基于53H算法實現(xiàn)，所述低通濾波器為IIR數(shù)字低通濾波器。
　　
　　總體而言，本發(fā)明在合并單元供電電源電流與供能激光器工作電流之間建立關聯(lián)模型，通過直接測量合并單元供電電源電流來實現(xiàn)對供能激光器工作電流的間接測量，從而判斷供能激光器的運行狀態(tài)，進而實現(xiàn)對供能激光器正常老化壽命的直接在線監(jiān)測，填補了電子式電流互感器正常老化壽命直接在線監(jiān)測的空白，具有可靠性高，環(huán)境適用性強，且便于移植的優(yōu)點。
　　
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