CN109212454A - 一种基于ft3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能变电站技术领域，尤其涉及一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法。本发明利用光学电流互感器测量光路的原始采样值实现光学电流互感器在线状态监测，基于其原始采样值反映出测量光路的真实状况；测量光路采样数据伴随测量电流的输出数据进行组帧,在FT3帧格式结构正常的输出电流数据的情况下，对光学电流互感器的运行状态进行监测等，以解决状态监测数据传输的实时性与数据通道不足的矛盾。本发明在数据正常状态下，可伴随测量数据依次上传各测量光路原始采样数据，来连续跟踪光学电流互感器的光学参数的运行状态。在数据无效状态下，可传输所有测量光路的原始采样数据，以便于现场带电判别、快速定位与排除故障。
Description
技术领域
本发明属于智能变电站技术领域，尤其涉及一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法。
背景技术
在智能变电站的试点工程中，已经广泛采用了光学电流互感器，但运行过程中，也出现了故障频发的现象，高压设备的维护，需要繁琐的操作过程。而且某些故障又是瞬时性的，现场也很难定位和分析故障，因此，为提高光学电流互感器的运维水平，保证其安全运行，对光学电流互感器的运行状态进行监测是十分必要的。
由于光学电流互感器仅能通过FT3帧格式上送测量数据，没有其他上送信息的渠道，而FT3帧格式是采集器到合并单元的通讯协议，各个厂家对FT3帧格式的解析也没有统一。而且上送测量数据是有限的，当测量数据无效告警时，仅能参照无效测量数据和信号指示灯，无法准确分析和定位问题。
因光学电流互感器的测量光路的回光光强是可量测的，它包含光路的基本光强衰耗、背景噪声和被测电流信号引起的光强变化，正常运行状态下，它是一个相对平稳的信号，也是光学电流互感器唯一可以监测的数据。
由于光学电流互感器的FT3帧格式限制，上送的测量数据也只有几个字节，又受上传速率的影响，因此，在测量数据正常状态下，若能伴随测量数据一起依次上传各测量光路原始采样数据，就可以连续跟踪光学电流互感器的运行状态。在测量数据无效状态下，若能传输所有测量光路的原始采样数据，就可以实现带电判别，并可以快速定位故障，为排除故障提供条件。
通过这种方法可以满足紧急状态和正常状态的不同需求，连续的监测过程可以实现早期预警，而在紧急状态下，又能为现场运维提供强有力的技术支持。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法,其目的是为了能够用于实时监测光学电流互感器的运行状态,为早期预警和消除光学电流互感器的隐患提供技术手段,从而提高光学电流互感器的运维水平。
为了实现上述发明目，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法，包括以下步骤：
步骤1：利用光学电流互感器测量光路的原始采样值实现光学电流互感器在线状态监测，基于其原始采样值反映出测量光路的真实状况；
步骤2：测量光路采样数据伴随测量电流的输出数据进行组帧,在FT3帧格式结构正常的输出电流数据的情况下，对光学电流互感器的运行状态进行监测；
步骤3：光学电流互感器测量电流数据有效时，这种FT3帧格式结构除输出电流数据外，还利用帧格式的空余字节依次上传各通道测量光路的采样数据,接收这些数据，实现运行状态的参量变化的跟踪；
步骤4：当光学电流互感器测量电流数据无效状态时,这种FT3帧格式结构上传全部通道测量光路的采样数据,接收这些数据对所有测量光路的状态的参量变化进行实时跟踪，现场快速分析和处理故障；
步骤5：采用状态字的类型编码上传，在光学电流互感器运行时，根据测量电流数据有效和无效状态，调整FT3帧格式的传送内容，以解决状态监测数据传输的实时性与数据通道不足的矛盾。
所述光学电流互感器测量光路包括光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c、光学电流互感器测量光路d；由光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c、光学电流互感器测量光路d、LEDa以及LEDb发光光源的光强采样值组成光电采样数据组；
由光电采样数据组采用法拉第磁光效应解调算法测出瞬时磁偏角即得到被测电流的采样值；
光电采集监测阈值判别用于判别光学测量通道的光电采样数据组的各采样值是否满足判据规定的各自的有效范围内,并预先设置上下限值，当光电采集监测阈值判别判别数据有效时，标志字a的第五位、第六位和第七位均为0，将序号2得到的被测电流的采样值填入FT3帧格式中的用户数据16字节的指定位，即DataChannel#a保护用电流数据、DataChannel#b保护用电流数据和DataChannel#c测量用电流数据；同时交替填入光学电流互感器测量光路a和光学电流互感器测量光路b或光学电流互感器测量光路c和光学电流互感器测量光路d的采样值，由正常状态下的标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送光学测量通道的光电采样数据组和被测电流的采样值；当第五位为1时，上送光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值；当光电采集监测阈值判别判别数据无效时，标志字b的第五位、第六位和第七位均为1，并将来自于光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值依次填入FT3帧格式中的16字节用户数据的指定位，即光电采样数据组，同时交替填入LEDa和LEDb光源光强采样值，由标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送LEDa光源光强采样值；当第五位为1时，上送LEDb光源光强采样值；合并单元接收这些原始采样数据，分析出被测电流数据无效的原因。
本发明具有如下优点及有益效果：
本发明在数据正常状态下，可伴随测量数据依次上传各测量光路原始采样数据，来连续跟踪光学电流互感器的光学参数的运行状态。在数据无效状态下，可传输所有测量光路的原始采样数据，以便于现场带电判别、快速定位与排除故障。由于光学电流互感器仅能通过FT3帧格式上送测量数据，没有其他上送信息的渠道。在实际运行过程中，在数据无效或故障状态时，仅凭借信号灯也无法判断准确运行状态。而这些反映内部光学参量的变化的测量光路的采样数据，又是评估光学互感器运行状态的重要指标，因此对测量光路的原始采样数据的监测是十分必要的。
本发明构造了用于同时传送测量光路原始采样数据的FT3帧格式，可利用这个唯一的数据传送方式，提供一种光学电流互感器的测量光路原始光学参量的监测方法，以便于运维人员监测和评估光学互感器运行状态，并对光学互感器的劣化进行早期预警，来提高光学电流互感器的运维水平。
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的说明，但不受本实施例所限。
附图说明
图1是本发明基于FT3帧格式的光学电流互感器运行状态监测方法示意图。
图中：光电采样数据组1，被测电流的采样值2，16bit被测电流采样值3,光电采集监测阈值判别4，光电采集监测5，FT3帧格式6。
具体实施方式
本发明是一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法，包括以下步骤：
如图1所示，光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c、光学电流互感器测量光路d、LEDa以及LEDb发光光源的光强采样值组成光电采样数据组1，由光电采样数据组1采用法拉第磁光效应解调算法测出瞬时磁偏角(算法不涉及专利，此处从略)即可以得到被测电流的采样值2。光电采集监测阈值判别4用于判别光学测量通道的光电采样数据组1的各采样值是否满足判据规定的各自的有效范围内,已预先设置了上下限值，当光电采集监测阈值判别4判别数据有效时。标志字a的第五位、第六位和第七位均为0，将序号2得到的被测电流的采样值填入FT3帧格式6中的用户数据16字节的指定位，即DataChannel#a保护用电流数据、DataChannel#b保护用电流数据和DataChannel#c测量用电流数据。同时交替填入光学电流互感器测量光路a和光学电流互感器测量光路b或光学电流互感器测量光路c和光学电流互感器测量光路d的采样值，由正常状态下的标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送光学测量通道的光电采样数据组1和被测电流的采样值2；当第五位为1时，上送光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值。当光电采集监测阈值判别4判别数据无效时。标志字b的第五位、第六位和第七位均为1，并将来自于光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值依次填入FT3帧格式6中的16字节用户数据的指定位，即光电采样数据组1，同时交替填入LEDa和LEDb光源光强采样值，由标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送LEDa光源光强采样值；当第五位为1时，上送LEDb光源光强采样值。合并单元接收这些原始采样数据，就可以分析出被测电流数据无效的原因。
1、利用光学电流互感器测量光路的原始采样值实现光学电流互感器在线状态监测，基于其原始采样值可以反映出测量光路的真实状况；
2、测量光路采样数据伴随测量电流的输出数据进行组帧,在FT3帧格式结构正常的输出电流数据的情况下，对光学电流互感器的运行状态进行监测；
3、光学电流互感器测量电流数据有效时，这种FT3帧格式结构除输出电流数据外，还利用帧格式的空余字节依次上传各通道测量光路的采样数据,接收这些数据可以实现运行状态的参量变化的跟踪。以四个测量光路结构的光学电流互感器为例说明帧格式的具体定义，见附表一至表三；
4、当光学电流互感器测量电流数据无效状态时,这种FT3帧格式结构上传全部通道测量光路的采样数据,接收这些数据可以对所有测量光路的状态的参量变化进行实时跟踪，以便于现场快速分析和处理故障，见附表四至和五；
5、采用状态字的类型编码上传，在光学电流互感器运行时，根据测量电流数据有效和无效状态，调整FT3帧格式的传送内容，能有效地解决状态监测数据传输的实时性与数据通道不足的矛盾。
表一：正常状态下的FT3帧格式结构表。
表二：FT3帧格式结构中的标志字a描述。
表三：正常状态下的FT3帧格式结构中的标志字b描述。
表四：无效状态下的FT3帧格式结构。
表五：无效状态下的FT3帧格式结构中的标志字b描述。
Claims (2)
1.一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：利用光学电流互感器测量光路的原始采样值实现光学电流互感器在线状态监测，基于其原始采样值反映出测量光路的真实状况；
步骤2：测量光路采样数据伴随测量电流的输出数据进行组帧,在FT3帧格式结构正常的输出电流数据的情况下，对光学电流互感器的运行状态进行监测；
步骤3：光学电流互感器测量电流数据有效时，这种FT3帧格式结构除输出电流数据外，还利用帧格式的空余字节依次上传各通道测量光路的采样数据,接收这些数据，实现运行状态的参量变化的跟踪；
步骤4：当光学电流互感器测量电流数据无效状态时, 这种FT3帧格式结构上传全部通道测量光路的采样数据,接收这些数据对所有测量光路的状态的参量变化进行实时跟踪，现场快速分析和处理故障；
步骤5：采用状态字的类型编码上传，在光学电流互感器运行时，根据测量电流数据有效和无效状态，调整FT3帧格式的传送内容，以解决状态监测数据传输的实时性与数据通道不足的矛盾。
2.根据权利要求1所述的一种基于FT3帧格式的光学电流互感器的状态监测方法，其特征是：所述光学电流互感器测量光路包括光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c、光学电流互感器测量光路d；由光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c、光学电流互感器测量光路d、LEDa以及LEDb发光光源的光强采样值组成光电采样数据组；
由光电采样数据组采用法拉第磁光效应解调算法测出瞬时磁偏角即得到被测电流的采样值；
光电采集监测阈值判别用于判别光学测量通道的光电采样数据组的各采样值是否满足判据规定的各自的有效范围内,并预先设置上下限值，当光电采集监测阈值判别判别数据有效时，标志字a的第五位、第六位和第七位均为0，将序号2得到的被测电流的采样值填入FT3帧格式中的用户数据16字节的指定位，即DataChannel #a保护用电流数据、DataChannel #b保护用电流数据和DataChannel #c测量用电流数据；同时交替填入光学电流互感器测量光路a和光学电流互感器测量光路b或光学电流互感器测量光路c和光学电流互感器测量光路d的采样值，由正常状态下的标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送光学测量通道的光电采样数据组和被测电流的采样值；当第五位为1时，上送光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值；当光电采集监测阈值判别 判别数据无效时，标志字b的第五位、第六位和第七位均为1，并将来自于光学电流互感器测量光路a、光学电流互感器测量光路b、光学电流互感器测量光路c及光学电流互感器测量光路d采样值依次填入FT3帧格式中的16字节用户数据的指定位，即光电采样数据组，同时交替填入LEDa和LEDb光源光强采样值，由标志字b的第五位确定，当第五位为0时，上送LEDa光源光强采样值；当第五位为1时，上送LEDb光源光强采样值；合并单元接收这些原始采样数据，分析出被测电流数据无效的原因。
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