[发明专利]监测系统在审
申请号: | 201880017944.6 | 申请日: | 2018-01-18 |
公开(公告)号: | CN110573894A | 公开(公告)日: | 2019-12-13 |
发明(设计)人: | R·T·拉莫斯 | 申请(专利权)人: | 光纤芯公司 |
主分类号: | G01R33/032 | 分类号: | G01R33/032;G01R15/24 |
代理公司: | 11245 北京纪凯知识产权代理有限公司 | 代理人: | 尚晓芹 |
地址: | 英国*** | 国省代码: | 英国;GB |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传感 电力监测 光纤 传感系统 电力系统 光纤封装 涂层材料 涂覆 电缆 磁致伸缩材料 电致伸缩材料 磁性特性 聚合材料 灵敏材料 压电材料 低成本 偏振 监测 | ||
描述了一种用于电力监测传感系统的电力监测光纤封装,该系统用于监测和调节电力系统或电缆的电气或磁性特性。光纤封装包括至少一种光纤,所述光纤的一部分涂覆有选自电致伸缩材料、磁致伸缩材料、偏振灵敏材料、压电材料的范围的涂层材料;其中所述涂层材料是聚合材料。所述光纤的涂覆部分布置为提供至少一个传感部分;所述传感部分包括传感部分直径。本发明旨在提供一种能够传感相邻的电力系统或电缆中的干扰和异常的低成本的、更简单的电力监测传感系统。
技术领域
本发明涉及监测系统,特别是用于电网应用的电力监测系统。
背景技术
电网系统形成现代社会的基础设施的一部分,但是容易受到各种类型的干扰和异常的影响。通过测量参数(比如电压幅值、频率、相角和相量状态)了解电网系统的状态用于维持可靠和稳定电网运行。当发生明显的电网干扰时,电信号的频率和相角在时间和空间上都变化。
目前,存在一些用于获得关于相量状态的数据的可用技术。电网监测系统允许在高压传输系统中——使用例如相量测量单位(PMU),或在低压配电系统中——使用例如频率干扰记录器(FDR)测量频率和电压相角。
对于电网系统,目前常用的电网监测装置为相量测量单位(PMU)。这些PMU测量电压、电流和频率并且计算相量,并且这套时间同步的电网条件数据称为相量数据。各个相量测量是针对全球定位系统(GPS)通用时间被加上时间标记。当相量测量被加上时间标记时,其被称为同步相量。这允许PMU沿着传递电网在不同的位置进行测量或通过不同的拥有者同步并且校准时间,接着组合,以提供整个公共设施的互连区域的观察。与每两秒至四秒测量一次的常规的监测技术(比如管理控制和数据采集系统,SCADA)相比,PMU以每秒30次观察的速度取样。所以PMU已经成为了用于沿着这些输电线测量电网异常的优选装置。但是,PMU倾向于为沿着携带加上GPS数据标记的信号的输电线分布的装置,连接至广域网(WAN),通常使用无线技术来发送待在中央局处理的信号。接着,收集的数据被传递至公共设施提供商或服务提供商的中央服务器,用于进一步的数据处理和分析,比如异常的事件检测和位置,或功率流分析。在中央局的装置被称为相量数据集中器(PDC),其从多个PMU或其他PDC收集相量数据,通过时间标签将数据对准,以产生时间同步的数据集,并且将该数据集传递到其他信息系统上。PDC也进行数据质量检查和标记缺少或问题数据(如果需要,等待一段时间,以在发送聚集的数据集之前进来所有的数据)。一些PDC也存储相量数据并且可对其进行下采样,从而相量数据可直接供应给以更慢的采样速率使用数据的应用,比如SCADA系统。
当前在电网系统中使用的当前设备的高安装成本和大尺寸因素阻碍了这些同步相量的大规模部署。
所以,期望提供低成本的、小尺寸因素系统,以利于在电网基础设施中同步相量的大规模并入,用于相量状态数据的分布式远程监测。
发明内容
根据第一方面,本发明提供电力监测光纤封装,其包括至少一种具有纤维直径的光纤,光纤的一部分涂覆有选自电致伸缩材料、磁致伸缩材料、偏振灵敏材料、压电材料范围的涂层材料;其中该涂层材料是聚合材料,并且其中涂覆部分布置为提供至少一个传感部分;传感部分包括传感部分直径。
优选地,该聚合材料包括树脂,并且其中树脂布置为被改性,使得聚合材料展现功能特性,该功能特性选自电致伸缩、磁致伸缩、偏振灵敏、压电特性的范围。
更优选地,该聚合材料树脂布置为用在纤维拉伸聚合过程中引入的预定的、选定的单体或自由基改性。
该系统可用于通过测量和检测输电线携带的模拟电信号,比如电信号的电压幅值、频率和相角,实时检测和定位电网不稳定和干扰。
使用光纤封装作为传感器是有利的,因为光纤的小尺寸、它们的低重量和将许多传感器在一个或少量的纤维中组合的能力。优选地,本发明中的传感部分包括光纤的功能芯。
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