基于最小二乘法的光纤互感器双路温补技术

全温范围内精度超差是制约全光纤电流互感器工程化应用的主要问题之一,针对该问题分析了全光纤电流互感器的工作原理,研究了温度对测量结果的影响,结合目前全光纤电流互感器的现场应用环境,提出了一种基于最小二乘法拟合的双路温度补偿算法,并通过实验验证了补偿算法的可行性。理论分析和实验结果表明,该算法可以在-40 ℃~70 ℃的范围内,将互感器的变比误差控制在0.2%以内,可以有效改善全光纤电流互感器在全温范围内的温度性能。     

全光纤电流互感器温度补偿算法探讨

与传统电磁式互感器相比,全光纤电流互感器具有测量范围大、精度高、绝缘良好等优点,但其测量精度受温度影响,文章提出了一种基于多项式拟合的补偿算法,对全光纤电流互感器进行温度补偿,并通过实验对补偿方案进行了验证。理论分析和实验结果表明,该算法改善了全光纤电流互感器在全温范围内的温度性能。     

光纤陀螺光源驱动电路设计

结合光纤陀螺光源驱动的特点,设计了高精度恒流源及精密温控、光控电路,用于驱动光纤陀螺光源。测试结果表明,在环境温度-20℃～ 60℃内,恒流精度优于0.01%,温控精度达到0.01℃,输出光功率的变化在0.04%以内,较通用的光源驱动电路提高了一个数量级。     

光纤电流互感器光路故障自诊断告警算法

介绍了全光纤电流互感器工作原理及光路告警原理,提出并实现光纤电流互感器干涉光强调制解调算法。在调制偏置波形的基础上,引入周期性误差量δ,通过解调算法有效解调出干涉光强大小。测试表明,干涉光强的解调能够有效反映出光纤电流互感器光路衰减、偏振态劣化、突然断裂等故障,同时误差量δ的引入并不影响原来电流大小、调制器误差量ε的解调,光纤电流互感器闭环系统仍然能够在-40 ℃~+70 ℃范围内,保持GBT20840.8标准0.2级准确度。实验结果证明了所述方法的正确性。     

基于FARADAY旋光镜的光学电流互感器分析与试验研究

为解决全光纤电流互感器因采用相位调制器、性能要求高的电子元器件以及复杂的调制解调算法等导致其成本高的问题,提出了一种基于法拉第旋光镜(faraday rotation mirror,FRM)的光学电流互感器(optical current transformer,OCT)方案;分析了该OCT的电流传感原理以及信号获取方法,试验研究了其电流测量精度和温度性能、谐波准确度以及振动特性,试验结果表明其满足5P20的要求,在-40～+50℃范围内,光纤传感环对该OCT系统误差影响不超过0.75%;OCT光纤传感环在承受10g的加速度冲击过程中,系统无异常信号输出。研制的该OCT主要技术指标满足中高压交流输电系统中保护级电流互感器的精度要求,可用于架空线—电缆混合线缆故障区域判别电流测量、分接开关故障电流监测等。     

电流互感器取电的最大功率点跟踪控制算法的研究

本文根据电流互感器的工作原理,建立和分析了电流互感器的感应电源的等效电路模型。论证了电流互感器的输出功率与输出电压、磁化电流及副边负载等的关系。推导出电流互感器的功率传输特性方程。在此基础上提出了基于Boost调节电路的最大功率点(MPPT)算法,实现对电流互感取电系统最大功率点跟踪。并基于Matlab/Simulink仿真软件平面对控制算法进行了仿真,最终测试表明电流互感器取电电源在70~500A的电流范围内能实现功率的最大输出。     

全光纤电流互感器PID控制算法研究

全光纤电流互感器（FOCT）克服了传统电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,优化动态特性有助于提高全光纤电流互感器保护动作的快速性。全光纤电流互感器的检测电路的带宽限制了系统的闭环带宽。对于采用数字闭环方案的全光纤电流互感器,其带宽限制主要由闭环数字控制算法决定。通过理论分析、仿真及实验验证,表明在闭环控制算法中引入PID控制算法,有效提高了闭环带宽,为全光纤电流互感器在智能电网保护中的推广应用具有重要的意义。     

闭环光纤电流互感器误差分析与实验研究

介绍了一种电力输变电网络适用的光纤电流互感器,给出了一种基于DSP+FPGA的数字闭环信号检测方法,分析了互感器光路系统主要误差源及其相应抑制措施。依据电子式电流互感器标准IEC 60044-8,设计了互感器样机的各种准确度实验。实验结果表明:在-40～60℃范围内,样机对直流和交流电流的测量变比误差均小于±0.2%;室温条件下,直流电流测量变比误差小于0.1%,系统相位延迟约129.6′;工频电流15次以内谐波测量准确度优于0.2%,51次以内优于0.5%。研制的光纤电流互感器样机计量精度已经达到实用化要求。     

全光纤电流互感器重采样同步算法对比研究

本文分析了线性插值算法和抛物线插值算法对电子式电流互感器重采样同步的误差影响,设计了无源电子式电流互感器重采样同步算法对比试验系统。基于全光纤电流互感器的实测数据,分别采用线性插值算法和抛物线插值算法进行重采样同步,试验结果表明:两种重采样同步算法都不影响全光纤电流互感器的噪声特性,抛物线差值算法对全光纤电流互感器准确度测试结果的影响更小。     

直流光纤电流互感器宽频测量特性

针对高压直流输电系统直流电流测量装置宽频测量的实际需求,结合国家标准要求,研究了直流光纤电流互感器的频率响应和阶跃响应特性及性能改善方法。考虑反馈延时、调制器驱动电路二阶频响特性及滑动平均输出滤波器的影响,建立了直流光纤电流互感器高阶离散域数学模型,分析了互感器的频率响应和阶跃响应特性,确定了闭环信号检测系统的前向增益和输出滤波器的阶数是影响互感器宽频测量性能的关键因素。通过仿真计算,优化配置前向增益和滤波器阶数,可在抑制超调的同时,提高互感器的宽频电流测量准确度及带宽。搭建了直流光纤电流互感器频率响应测试平台,提出了阶跃响应等效测试方法。实验结果表明样机的宽频测量性能可满足GB/T26216.1—2010的要求。