【中国仪表网 仪表专利】创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利――有源电子式互感器的供能激光器老化寿命在线监测方法。该专利由华中科技大学申请，并于2016年10月5日获得授权公告。
内容说明
本发明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方法。
发明背景
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究中的难点和关键技术。
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。
目前，对供能激光器故障寿命监测方面的研究较多，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究较少，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
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，本发明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方法，该方法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。
为解决上述问题，按照本发明的一个方面，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方法，该方法包括如下步骤：首先，判断供能激光器工作状态。实时采集得到合并单元供电电源的电流值Ii，判断供能激光器工作状态：若Ii-Ic≥I阈值，则供能激光器开启；若Ii-Ic<I阈值，则供能激光器关闭，此状态下利用实时采集的供电电源的电流值Ii循环更新Ic直至供能激光器开启，其中，Ic为供能激光器关闭时合并单元供电电源的电流值，Ii为包含n个合并单元供电电源电流值的数据列{I1、I2…In }，其中，i＝1 ,2，…n，i为采样点数；供能激光器状态切换引起的电流变化阈值I阈值＝激光器功率/供电电源电压；在供能激光器关闭时，用Ii更新合并单元其他电路部分的供电电源电流值Ic，可以克服由合并单元其他电路部分的器件老化导致的功率增大对激光器电路部分功率监测的影响。
接着，获取供能激光器驱动电源的供电电流值ILDi：依据ILDi＝Ii-Ic得到供能激光器工作状态下激光器驱动电源的供电电流值ILDi，即合并单元供电电源电流中对应的供应供能激光器驱动电源部分的电流值。
异常点处理：对经步骤( 2 )得到的供能激光器驱动电源的供电电流值ILDi作异点处理，得到供能激光器驱动电源的供电电流值的有效数据列；通过对上述预处理后的电信号数据进行异常点处理，剔除其中的无效工作电流数据值，排除由于受外界环境及电流偶发的异常波动对测量结果造成的干扰，减小粗大误差。
建立关联模型：根据供能激光器驱动电源供电电流的上升比例依据关联模型βn＝αn，得到供能激光器工作电流的上升比例βn；在合并单元供电电源电流与供能激光器工作电流之间建立上述的关联模型，通过直接测量合并单元供电电源电流来实现对激光器工作电流的间接测量，从而对激光器的寿命进行监测。
判断激光器是否处于老化寿命状态：对上述步骤得到的激光器工作电流的上升比例βn进行逻辑判断：若βn大于25％，则表示供能激光器的正常工作寿命结束，执行报警操作，否则，表示供能激光器的正常工作寿命未结束。
作为进一步优选地，若供能激光器仍处于正常工作寿命状态，用实时采集的m个新的合并单元电源电流Ii，加入原合并单元电流值数据列，同时去除原合并单元电流值数据列的前m个数据，组成新的合并单元供电电源电流数据列{I(m 1 )、I(m 2 )、…I( n m )}，重复上述步骤直至检测到激光器处于老化寿命状态。异点处理基于53H算法实现，所述低通滤波器为IIR数字低通滤波器。
总体而言，本发明在合并单元供电电源电流与供能激光器工作电流之间建立关联模型，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，从而判断供能激光器的运行状态，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。
如需进一步了解，请下载该专利完整说明书。
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