何莽莽

摘 要：在配電自動化建設(shè)過程中，有關(guān)終端設(shè)備的智能化和精準(zhǔn)度的要求越來越高，在高壓網(wǎng)中已經(jīng)成功的應(yīng)用光電測量，在配電自動建設(shè)過程中，應(yīng)用智能配電終端產(chǎn)品。針對其信號處理的部分，主要是由光模塊和低壓模塊以及運動終端單元模塊等組成，在各個模塊當(dāng)中的微控制單元，可以獨立的處理事件和運算，可以借助控制器局部網(wǎng)絡(luò)的總線，將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地傳遞?？梢约皶r的發(fā)現(xiàn)故障，進(jìn)行檢測，其靈敏度和可靠性也很好，可以將傳統(tǒng)的配電終端進(jìn)行代替。

關(guān)鍵詞：光電技術(shù)；智能配電終端；磁光效應(yīng)

當(dāng)前我國特高壓電網(wǎng)建設(shè)在不斷的深化改革，我國電網(wǎng)發(fā)展的主要方向就是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)主要是由智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)兩個部分組成，在智能電網(wǎng)實際建設(shè)過程中，得到越來越多的關(guān)注，以此針對配電重點也逐漸提出越來越多的要求，需要其具備各種復(fù)雜而全面的功能，可以準(zhǔn)確的采集到側(cè)高壓網(wǎng)電能信息，這也是當(dāng)今配電終端設(shè)計過程中的重點內(nèi)容，也是難點內(nèi)容。

一、光電檢測的原理

在介質(zhì)中傳播一束線偏振光，在傳播方向的平行位置加入一道磁場，那么光振動方向就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況，如果光振動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的時候，偏轉(zhuǎn)角度和磁感應(yīng)強度以及光穿越介質(zhì)的實際長度，三者之間的乘積是正比的關(guān)系。比例系數(shù)V就是菲爾德常數(shù)，和介質(zhì)的性質(zhì)以及光波具有很大的聯(lián)系。介質(zhì)的性質(zhì)和磁場方向?qū)τ谄D(zhuǎn)方向具有決定性作用，這就是法拉第效應(yīng)。光源從光發(fā)射二極管中發(fā)出，通過光學(xué)鏡頭可以形成平行光，隨后再進(jìn)入到起偏器，轉(zhuǎn)變成線偏振光，在經(jīng)過導(dǎo)線上的磁光玻璃，在導(dǎo)線中存在的磁場，可以偏轉(zhuǎn)光的偏振方向，當(dāng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，偏振光通過檢偏器，使偏轉(zhuǎn)面的實際旋轉(zhuǎn)角度檢測出來。

二、智能配電終端設(shè)計

（一）傳感器

針對光傳感器，主要是由第一光纖、第一光學(xué)鏡、起偏器等組成。利用這個傳感器，可以有效的檢測低壓和中壓系統(tǒng)的電流幅值和相位角。整個傳感頭的直徑大約是12mm，長度大約為55mm，主要是由光纖、磁光玻璃等絕緣材料構(gòu)成，可以在電纜和銅排表面進(jìn)行直接安裝。

（二）信號處理

針對信號處理部分，主要是由光模塊和低壓模塊以及SOE模塊等組成，針對每一個模塊都具有微控制單元MCU，可以獨立的去對事件進(jìn)行處理和運算在傳遞數(shù)據(jù)的時候，主要借助的就是控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN。在光模塊電路原理圖當(dāng)中，主要是由光傳感器對光強信號進(jìn)行輸出，通過光模塊中的光敏二極管，可以進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化，在通過隔直電容，可以有效的分化成甲流信號和直流信號，比例也會得到放大，在AD轉(zhuǎn)化器當(dāng)中進(jìn)行輸入，利用MCU進(jìn)行計算和分析，使各種相應(yīng)的電力系統(tǒng)參數(shù)得到確定。針對上述的一系列工作，可以借助高速外圍接口控制器結(jié)合精密放大器，在光電接受管的外圍，可以設(shè)計出具體的隔離罩，這樣就會有效避免對其他的電路產(chǎn)生不必要的干擾。

（三）通信系統(tǒng)

以RTU模塊為基礎(chǔ)，各種通信協(xié)議和硬件接口可以得到有效的支持，針對系統(tǒng)無樓層通信網(wǎng)絡(luò)，主要是由有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)路連個部分組成的，有線網(wǎng)絡(luò)在通信的時候主要利用的是光纖、網(wǎng)線以及現(xiàn)場總線。無線網(wǎng)絡(luò)主要利用的是各種各樣的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使通信得到完成。對于各種通信網(wǎng)絡(luò)和通信方案都得到支持，在這樣的背景下，需要結(jié)合實際的需求，為其匹配出各種不同的通信方案。

三、系統(tǒng)特點

（一）轉(zhuǎn)化光強信號的具體方法

（1）單光路交直流相除法，利用這種方法很容易就會產(chǎn)生噪聲，產(chǎn)生的噪聲和光強具有密切的關(guān)系，因此很少會用到這種方法。

（2）雙光路檢測法：其檢偏器主要采用的就是沃拉斯頓棱鏡，鍍膜偏振器也可以進(jìn)行代替，需要得到調(diào)制的光可以分成兩束，要利用連個探測器對具體的光強進(jìn)行有效的探測。和單光路交直流相除法進(jìn)行比較，這種方法產(chǎn)生的噪聲比較少，但是需要兩路要完全對稱，兩路光強需要長期都保持不變，這是很難做到的，因此這種方法也很少用到。

（3）雙光路探測法：這種方法信號輸出的最大，產(chǎn)生的噪聲也非常小，針對光源輸出的光強的漲落情況和振動導(dǎo)致光纖所輸出的光強波動等各種各樣的不利因素，其抵御能力可以得到有效的提高，使系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性得到提高，可以對共模噪聲產(chǎn)生抑制的作用。在實際測量過程中，光電互感器在整個量程當(dāng)中，可以保持良好的線性值，而傳統(tǒng)的互感器就會出現(xiàn)磁飽現(xiàn)象，無法準(zhǔn)確的測量短路故障值。

（二）精度方面

和傳統(tǒng)的配電智能配電終端進(jìn)行有效的比較，主要利用的原則就是法拉第磁光效應(yīng)原理，這個系統(tǒng)自身的量程比較寬，不容易發(fā)生飽和的現(xiàn)象，其全量程的測量精度是比較高的，字故障檢測的過程中，可以提供出比較真實可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，將正常的負(fù)荷電流進(jìn)行測量。和傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行比較，因為磁飽的影響，使測量值受到一定的局限性，如果發(fā)生過故障，產(chǎn)生的電流信號也無法得到跟蹤，這樣就會很容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象，使具體的故障原因無法得到正確的分析。

在測量精度方面，雷擊和電磁干擾會造成很大的影響，對測量精度產(chǎn)生不利的影響，需要將這樣的干擾進(jìn)行消除，在具體的硬件設(shè)備中，需要加入濾波器，在軟件設(shè)備中，需要增加具體的濾波算法，使硬件設(shè)備成本得到增加，算法相應(yīng)的時間也增加了，因此將精度進(jìn)行提高，對于系統(tǒng)穩(wěn)定性會造成一定的影響，需要充分的進(jìn)行考慮。

四、結(jié)束語

當(dāng)今人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)就是電力，這也是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，光電技術(shù)的智能配電終端自身具有強大的優(yōu)勢，將傳統(tǒng)的配電終端的不足進(jìn)行有效地彌補，滿足了智能電網(wǎng)對于電流互感器的要求。

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