CN207067315U - 光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，它包括主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置，主端故障行波监测装置与从端故障行波监测装置通过OPGW光纤（10）连接；本实用新型室外部件仅有需要OPGW光缆，OPGW光缆采用单芯光纤，安全可靠，可彻底解决传统监测装置在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号和GPS信号依赖相应运营商，维护不便等、光纤资源紧张、监测距离不够等问题。

Description

光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种监测装置，尤其涉及一种基于光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置。

背景技术

目前由于社会经济的飞速发展，国家对电力的需求日益上升，促进了电力工业的迅速发展。国家对电力工业的依赖不断上升的同时也对供电的可靠性和质量提出了新的要求。随着电网的规模不断扩大，电网的结构也不断复杂，输电电压等级也不断提高，输电线路出现故障的概率也会增加。如果故障不能得到及时的排除将会对国民经济造成巨大的损失，同时也会对人民的生活带来极大的不便。

输电线路故障可分为永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障在继电保护装置切断电源后可自动消失，线路通过重合闸可恢复供电。这类故障造成的绝缘损伤没有明显的痕迹，因此也给故障点的查找带来了很大的不便。瞬时性故障虽然不会影响供电，但是却经常发生在系统最薄弱的环节，因此应尽快找出故障点并加以处理，以免故障的持续发生，可确保供电的稳定性。永久性故障无法自动消失，需要人工排除，尽快找出故障点位置是排除永久性故障的前提。排除故障时间的长短直接决定由停电带来的损失的大小，这为查找故障点的快速性和准确性提出了要求。要排除故障首先要找到故障点，然而输电线路大多距离长，所跨区域地形复杂，尤其是在山区、丘陵地带是故障发生的高发地带。这就给传统的人工巡线方式带来了极大的不便。输电线路故障直接影响到系统运行的可靠性，故障的及时排除有利于减小由停电带来的损失、具有极大的社会和经济效益。

目前，输电线路行波故障定位监测一种方法是采用线路形波时差定位方法，在一条线路上安装若干套行波故障定位监测装置利用太阳能供电，以电压或电流互感器为故障行波传感器，装置高速采集相线高频电流信号或高频电压信号并判断是否为故障行波，若为故障行波，则记录当前的GPS同步时钟时间和故障波相关数据，并通过GPRS或3G发送到服务器端，通过算法计算出输电线路故障发生位置。这种方式设备性能容易受太阳能供电方式限制、设备在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号和GPS信号质量依赖相应运营商和天气，维护不便等问题。最新型的基于光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置可以解决上述问题，但监测距离在100KM左右，在大于监测距离的输电线路便无法使用。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题：提供一种基于光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，以解决现有技术的传统监测装置在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号和GPS信号依赖相应运营商，维护不便等、光纤资源紧张、监测距离不够等问题。

本实用新型技术方案：

一种光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，它包括主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置，主端故障行波监测装置与从端故障行波监测装置通过OPGW光纤连接。

所述OPGW光纤采用单芯光纤，OPGW光纤架设在输电线路塔顶端。

主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置分别安装在线路两端的变电站机房内，且安装在机柜内。

主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置分别包括激光光源、光电信号调理器采集板、电源、光收发器、时间同步板、工控机、光波分复用器和光放大器，光收发器为单模双向光收发器，经过光波分复用器和OPGW光纤与对端光收发器相连，网络接口接工控机的网口；时间同步板经过光波分复用器和OPGW光纤与对端时间同步板光口相连；激光光源经过光波分复用器和OPGW光纤与对端光电信号调理器光口相连；采集板为高速采集板，信号输入端接光电信号调理器输出端，触发端接时间同步板触发信号输入端，工控机通过数据线接采集板；光放大器输入端接激光光源。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将主、从端故障行波监测装置分别安装在一条输电线路两端变电站机房的机柜内，主端行波故障监测装置接线路与从端行波故障监测装置通过OPGW光纤相连；当输电线路有雷击或线路闪络发生时，主、从端采集板同时采集到故障波信号并存储故障波数据同时触发时间同步板读取精确时间，工控机读取故障波数据和精确时间，本实用新型室外部件仅有需要OPGW光纤，OPGW光纤采用单芯光纤，安全可靠，可彻底解决传统监测装置在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号和GPS信号依赖相应运营商，维护不便等、光纤资源紧张、监测距离不够等问题。

附图说明：

图1 为本实用新型组成结构示意图；

图2为本实用新型故障行波监测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

如图1、2所示，本实用新型包括A变电站主端故障行波监测装置、B变电站从端故障行波监测装置和OPGW。A、B变电站内的主、从端故障行波监测装置分别安装在一条输电线路两端变电站机房的机柜内，OPGW光纤10在输电线路施工时已架设，架在输电线路塔9顶端；主、从端故障行波监测装置由机箱1及装在其内部的激光光源2、光电信号调理器3、采集板4、电源5、光收发器6、时间同步板7、工控机8和光波分复用器11和光放大器12组成，光收发器6为单模双向光收发器，经过光波分复用器11和OPGW光纤10与对端光收发器6相连，网络接口接工控机的网口，实现主从端数据通信；时间同步板7经过光波分复用器11和OPGW光纤10与对端时间同步板7光口相连，实现主从端纳秒级时钟同步；激光光源2经过光波分复用器11和OPGW光纤10与对端光电信号调理器3光口相连用来检测光信号；电源5为所有有源器件供电。采集板4为高速采集板信号输入端接光电信号调理器3输出端，触发端接时间同步板7触发信号输入端。工控机8通过数据线接采集板，读取采集数据和控制采集卡。光放大器12输入端接激光光源2，输出端接OPGW光纤10一芯光纤，实现较大的光功率输出，增大光传输距离。

当输电线路有雷击或线路闪烁发生时，主、从端采集板4同时采集到故障波信号并存储故障波数据同时触发时间同步板读取精确时间，工控机8读取故障波数据和精确时间，从而得到输电线路故障发生的位置并发出报警。

主端行波故障监测装置接线路OPGW的一芯光纤与从端行波故障监测装置相连。

Claims (3)

1.一种光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，它包括主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置，其特征在于: 主端故障行波监测装置与从端故障行波监测装置通过OPGW光纤（10）连接；主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置分别包括激光光源（2）、光电信号调理器（3）采集板（4）、电源（5）、光收发器（6）、时间同步板（7）、工控机（8）、光波分复用器（11）和光放大器（12），光收发器（6）为单模双向光收发器，经过光波分复用器（11）和OPGW光纤（10）与对端光收发器（6）相连，网络接口接工控机（8）的网口；时间同步板（7）经过光波分复用器（11）和OPGW光纤（10）与对端时间同步板（7）光口相连；激光光源（2）经过光波分复用器（11）和OPGW光纤（10）与对端光电信号调理器（3）光口相连；采集板（4）为高速采集板，信号输入端接光电信号调理器（3）输出端，触发端接时间同步板（7）触发信号输入端，工控机（8）通过数据线接采集板（4）；光放大器（12）输入端接激光光源（2）。

2.根据权利要求1所述的一种光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，其特征在于：所述OPGW光纤（10）采用单芯光纤，OPGW光纤（10）架设在输电线路塔（9）顶端。

3.根据权利要求1所述的一种光纤传感与波分复用技术的长距离行波故障定位监测装置，其特征在于：主端故障行波监测装置和从端故障行波监测装置分别安装在线路两端的变电站机房内，且安装在机柜内。