CN104677493B - 一种光功率实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种光功率实时监测装置，所述装置包括两个接收端口，所述接收端接口均与波长选择模块相连接，所述波长选择模块还与光纤耦合器相连接，所述光纤耦合器分别与增益还原模块、光电转换器相连接，所述增益还原模块分别连接至两个发送端口；所述光电转换器连接至低通滤波器，所述低通滤波器还与波长校正模块相连接，所述波长校正模块还与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块还与CPU相连接，所述CPU还与显示模块相连接；上述各模块均由电源模块供电。本发明所涉及的光功率实时监测装置能够根据显示模块显示的光功率值，快速的定位故障区域，根据故障区域的不同由归口技术人员进行消缺，大大减少了不必要的人员出动，缩短了消缺时间。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种对光纤纵差保护装置的收、发光功率进行实时监测的光功率实时监测装置。
背景技术
在电力系统中，220kV及以上电压等级的线路均利用光纤纵差保护装置进行保护，以便实现全线速动功能。光纤纵差保护装置通过光纤通道交换载有线路两侧信息量的光信号，以便对区内、区外故障进行判断，从而实现全线速动功能。
光纤纵差保护装置能否正确可靠动作，直接取决于光纤纵差保护装置能否正常收发光。当光纤纵差保护装置收不到光信号或者收到的光信号功率过低时，光纤纵差保护装置便会发出告警信号，进行闭锁保护，形成故障状态下的保护拒动。现有的光纤纵差保护装置在上述情况下由于无法实时监测装置本身的收发光功率，因此无法快速判断故障到底位于保护装置本身还是外部光回路，造成消缺效率较低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种光功率实时监测装置，以便能够根据显示模块显示的光功率值，快速的定位故障区域，达到快速消缺的目的。
为了实现上述目的，本发明提出了一种光功率实时监测装置，所述装置包括两个接收端口，所述接收端接口均与波长选择模块相连接，所述波长选择模块还与光纤耦合器相连接，所述光纤耦合器分别与增益还原模块、光电转换器相连接，所述增益还原模块分别连接至两个发送端口；所述光电转换器连接至低通滤波器，所述低通滤波器还与波长校正模块相连接，所述波长校正模块还与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块还与CPU相连接，所述CPU还与显示模块相连接；上述各模块均由电源模块供电。
优选的是，所述接收端口和发送端口均为法兰接头。
本发明的该方案的有益效果在于上述装置能够根据显示模块显示的光功率值，快速的定位故障区域，根据故障区域的不同由归口技术人员进行消缺，大大减少了不必要的人员出动，缩短了消缺时间。
附图说明
图1示出了本发明所涉及的光功率实时监测装置的原理示意图。
图2示出了本发明所涉及的光功率实时监测装置的现场连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明所涉及的光功率实时监测装置包括接收端口RX，与所述接收端接口RX相连接的波长选择模块1，所述波长选择模块还与光纤耦合器2相连接，所述光纤耦合器2分别与增益还原模块3、光电转换器4相连接，所述增益还原模块3连接至发送端口TX；所述光电转换器4连接至低通滤波器5，所述低通滤波器5还与波长校正模块6相连接，所述波长校正模块6还与A/D转换模块7相连接，所述A/D转换模块7还与CPU8相连接，所述CPU8还与显示模块9相连接；上述各模块均由电源模块10供电。本发明所涉及的光功率实时监测装置包括两个接收端口RX和两个发送端口TX，所述接收端口RX和发送端口TX均为法兰接头。
在具体的应用过程中，所述光功率实时监测装置的现场连接关系如图2所示，在本实施例中以两个变电站为例进行说明。第一变电站A中设有第一光纤纵差保护装置C和第一光功率实时监测装置E，所述第一光纤纵差保护装置C包括一对光收发端口，即第一接收端口RX1和第一发送端口TX1。所述第一接收端口RX1与所述第一光功率实时监测装置E的第二发送端口TX2相连接，所述第一发送端口TX1与所述第一光功率实时监测装置E的第二接收端口RX2相连接；所述第一光功率实时监测装置E的第三发送端口TX3以及第三接收端口RX3分别经尾纤H连接至光缆G。第二变电站B内的连接关系与所述第一变电站A内的连接关系相同，即第二变电站B中设有第二光纤纵差保护装置D和第二光功率实时监测装置F，所述第二光纤纵差保护装置D包括一对光收发端口，即第六接收端口RX6和第六发送端口TX6。所述第六接收端口RX6与所述第二光功率实时监测装置F的第五发送端口TX5相连接，所述第六发送端口TX6与所述第二光功率实时监测装置F的第五接收端口RX5相连接；所述第二光功率实时监测装置F的第四发送端口TX4以及第四接收端口RX4分别经尾纤H连接至光缆G。至此两个变电站实现了通过所述光缆G的通信。
本发明所涉及的第一光纤纵差保护装置C还包括第一通道告警信号灯C1，所述第二光纤纵差保护装置D还包括第二通道告警信号灯D1，上述通道告警信号灯均用于辅助判断故障区域。
本发明所涉及的光纤纵差保护装置可以发送两种波长的光，波长分别为850nm和1310nm，在本实施例中以发送1310nm的光为例进行说明。当设定发送光的波长为1310nm时，所述光纤纵差保护装置所对应的发送光功率为-14dBm，其接收灵敏度为-40dBm，裕度系数为8dBm，所述裕度系数是接收到的光信号的功率与所述接收灵敏度之差。在本实施例中假设所述第一变电站A与所述第二变电站B之间的距离为10公里，光损耗为0.35dBm/公里。
所述光功率实时监测装置的工作原理如下：根据所述第一光纤纵差保护装置C发送光的波长，设置所述第一光功率实时监测装置E内波长选择模块1，将其档位调至1310nm档；当所述第二接收端口RX2接收到来自所述第一光纤纵差保护装置C第一发送端口TX1的光信号时，所述光信号经波长选择模块1传送至光纤耦合器2，所述光纤耦合器2将上述光信号分成两束，其中一束光信号经所述光电转换器4进行光电转后形成电信号，所述电信号依次经过低通滤波器5、波长校正模块6进行滤波以及波长校正，之后的电信号经A/D转换模块7转换成数字信号，所述数字信号经CPU8处理后在显示模块9上进行显示，所述显示模块9最终显示的是所述第一光纤纵差保护装置C的发送光功率，即为-14dBm；由所述光纤耦合器2输出的另一束光信号传送至增益还原模块3，所述增益还原模块3将上述光信号恢复成原来的光功率，即-14dBm传送至第三发送端口TX3。
由于所述第三发送端口TX3经尾纤H连接至光缆G，所述光缆G又经尾纤H连接至所述第二光功率实时监测装置F的第四接收端口RX4，因此从所述第三发送端口TX3传送出的光信号会传送至所述第四接收端口RX4，上述光信号在两个变电站内通过法兰头转接的损耗大约为2 dBm，由于所述第一变电站A与所述第二变电站B之间的距离为10公里，光损耗为0.35dBm/公里，所以在所述光缆G上的光损耗为3.5 dBm。因此最终传送到所述第二光功率实时监测装置F第四接收端口RX4的光信号的光功率为-19.5 dBm。
所述第二光功率实时监测装置F的工作过程与所述第一光功率实时监测装置E的工作过程相同。根据所述第一光纤纵差保护装置C发送光的波长，设置所述第二光功率实时监测装置F内波长选择模块1，将其档位调至1310nm档；当所述第四接收端口RX4接收到光信号时，所述光信号经波长选择模块1传送至光纤耦合器2，所述光纤耦合器2将上述光信号分成两束，其中一束光信号经所述光电转换器4进行光电转后形成电信号，所述电信号依次经过低通滤波器5、波长校正模块6进行滤波以及波长校正，之后的电信号经A/D转换模块7转换成数字信号，所述数字信号经CPU8处理后在显示模块9上进行显示，所述显示模块9最终显示的是所述第四接收端口RX4接收到的光功率，即为-19.5dBm；由所述光纤耦合器2输出的另一束光信号传送至增益还原模块3，所述增益还原模块3将上述光信号恢复成原来的光功率，即-19.5dBm传送至第五发送端口TX5。所述光信号再从所述第五发送端口TX5传送至所述第二光纤纵差保护装置D的第六接收端口RX6。至此完成了从所述第一变电站A向第二变电站B发送光信号的全过程。
具体的故障判断标准为：
（1）当所述第一光功率实时监测装置E显示发送光信号的光功率为-14dBm，所述第二光功率实时监测装置F显示接收光信号的光功率为-19.5dBm，同时所述第二光纤纵差保护装置D的第二通道告警信号灯D1未点亮，表示所述第一光纤纵差保护装置C、所述第二光纤纵差保护装置D、所述光缆G及尾纤H均无故障；
（2）当所述第一光功率实时监测装置E显示发送光信号的光功率为-14dBm，所述第二光功率实时监测装置F显示接收光信号的光功率为-19.5dBm，同时所述第二光纤纵差保护装置D的第二通道告警信号灯D1点亮，表示所述第一光纤纵差保护装置C、所述光缆G及尾纤Ｈ均无故障，所述第二光纤纵差保护装置D有故障；
（3）当所述第一光功率实时监测装置E显示发送光信号的光功率为-14dBm，所述第二光功率实时监测装置F显示接收光信号的光功率小于-32dBm，同时所述第二光纤纵差保护装置D的第二通道告警信号灯D1点亮，表示所述第一光纤纵差保护装置C和所述第二光纤纵差保护装置D无故障，所述光缆G或尾纤H有故障；
（4）当所述第一光功率实时监测装置E不显示发送光信号的光功率时，所述第二光功率实时监测装置F必定无显示，同时所述第二光纤纵差保护装置D的第二通道告警信号灯D1点亮，表示所述第一光纤纵差保护装置C有故障。
当所述第二变电站B向所述第一变电站A发送光信号时，工作原理以及故障判断标准与上述过程相同，在此不做赘述。
本发明所涉及的光功率实时监测装置能够根据显示模块显示的光功率值，快速的定位故障区域，根据故障区域的不同由归口技术人员进行消缺，大大减少了不必要的人员出动，缩短了消缺时间。
Claims (2)
1.一种光功率实时监测装置，其特征在于：所述装置包括两个接收端口，所述接收端口为法兰接头，所述接收端接口均与波长选择模块相连接，所述波长选择模块还与光纤耦合器相连接，所述光纤耦合器分别与增益还原模块、光电转换器相连接，所述增益还原模块分别连接至两个发送端口，所述发送端口为法兰接头；所述光电转换器连接至低通滤波器，所述低通滤波器还与波长校正模块相连接，所述波长校正模块还与A/D 转换模块相连接，所述A/D 转换模块还与CPU 相连接，所述CPU 还与显示模块相连接；上述各模块均由电源模块供电。
2.一种基于权利要求1所述的光功率实时监测装置的故障定位系统，其特征在于：在第一变电站中设有第一光纤纵差保护装置和第一光功率实时监测装置，所述第一光纤纵差保护装置包括一对光收发端口，即第一接收端口和第一发送端口，所述第一接收端口与所述第一光功率实时监测装置的第二发送端口相连接，所述第一发送端口与所述第一光功率实时监测装置的第二接收端口相连接；所述第一光功率实时监测装置的第三发送端口以及第三接收端口分别经尾纤连接至光缆；第二变电站中设有第二光纤纵差保护装置和第二光功率实时监测装置，所述第二光纤纵差保护装置包括一对光收发端口，即第六接收端口和第六发送端口，所述第六接收端口与所述第二光功率实时监测装置的第五发送端口相连接，所述第六发送端口与所述第二光功率实时监测装置的第五接收端口相连接；所述第二光功率实时监测装置的第四发送端口以及第四接收端口分别经尾纤连接至光缆；所述第三发送端口经尾纤以及光缆连接至所述第四接收端口，所述第四发送端口经尾纤以及光缆连接至所述第三接收端口；所述第一光纤纵差保护装置还包括第一通道告警信号灯，所述第二光纤纵差保护装置还包括第二通道告警信号灯。
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