一种提高光学电流互感器温度稳定性的新方法

光学电流互感器的温度稳定性差是阻碍其实用化的主要原因.提出了一种新的基于比较测量法的温度补偿方法——比较式OCT,它通过引入永久磁铁产生的恒定参考磁场,将被测电流磁场与参考磁场进行比较,得到与温度影响因子无关、而仅与被测电流大小有关的最终输出,实现了对影响OCT温度稳定性的两个主要因素——Verdet常数和线性双折射的同时补偿.针对比较式OCT解调的特殊要求,设计了双输入双输出的传感头结构.对比较式OCT的温度试验证实了比较补偿法的有效性.     

比较式光学电流互感器的分析设计与试验研究

缺乏长期稳定性是光学电流互感器走向实用化、实现大面积推广的主要阻碍,针对这一问题,提出一种新补偿方案--比较式光学电流互感器。它将光学测量法与比较测量法相结合,巧妙地实现了对线性双折射和Verdet常数这两个稳定性影响因子的同时补偿。设计了双输入双输出的解调方法及相应的传感头结构和信号处理单元。这种解调方法可以更好地克服光路及电路的不一致对测量结果的影响,提升互感器的整体性能。试验结果表明：比较式光学电流互感器的线性度可达到IEC 0.2级要求;在光学电流互感器适用的220 kV以上电压等级应用场合,比较式光学电流互感器具有较好的抗干扰性能;在50 ℃温度变化范围内,普通光学电流互感器的误差变化量高达16%,而比较式光学电流互感器的误差变化仅有1%,证实了基于比较法的补偿方案的有效性。     

集磁环式光学电流互感器的结构优化

集磁环式光学电流互感器(OCT)利用磁光材料的法拉第磁光效应进行电流测量.根据安培环路定律,集磁环式OCT将磁场集聚在光学材料附近,通过对光学材料的磁场测量能近似反映整个闭合回路的磁场情况,进而反映电网的电流信息.因此,集磁环结构的设计对传感头的测量效果起关键作用.通过建立集磁环式OCT磁路的数学模型,阐述其工作原理和...     

SOCT的磁与温度特性分析

分析了螺线管式光学电流互感器(SOCT)螺线管内部磁场的分布,采用Ansoft Maxwell和ePhysics软件对螺线管内的磁场和温度场进行了仿真分析,设计了额定电流1 000 A的螺线管传感头,分析比较了几种OCT线双折射的影响.     

一种混合式光学电流互感器的设计

介绍了一种混合式光学电流互感器,它包含两个传感输出通道:传统采样电流传感通道和块状光学玻璃传感通道.利用采样电流传感器的高精度稳态输出对光学玻璃传感头进行跟踪系数校正,有效地提高了整个混合式光学电流互感器的稳态精度和暂态精度.本设计使得光学电流互感器的频带宽、无磁饱和等一系列优点得到充分发挥,同时具有的双输出通道也是对电力系统保护的一种冗余设计,为目前光学电流互感器的实用化提供了一种全新的思路.     

自适应光学电流互感器的光学传感微弱信号检测方法

准确度和稳定性是光学电流互感器(OCT)的主要性能指标.文中在自适应光学传感器的基础上进行研究和改进,提出采用新型的稳定性高的传感头设计与锁定放大器进行微弱光电信号检测相结合的方法,即在磁光传感系统中采用螺线管聚磁光路结构,并缩短磁光传感材料,提高OCT的长期运行稳定性,信号处理部分采用锁定放大器和与传统电流互感器互补结合的方法综合提高OCT的暂态和稳态准确度.最后通过虚拟仪器LabVIEW对检测系统进行仿真实验.     

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。     

光学电流互感器中微弱信号检测的仿真与分析

根据光学电流互感器的结构和原理可知,通过缩短传感部分磁光材料的长度可以提高OCT的长期运行稳定性,但在这种情况下,反映电流信息的微弱光电信号将会淹没在强噪声背景中,降低了光学电流互感器的测量精度.针对该问题,提出了采用数字式锁定放大器在该光学电流互感器中进行微弱电流信号的检测,并在Labview平台的基础上进行了仿真,仿真结果证明,本论文所提出的方法极大地提高了OCT的测量精度.     

一种混合式光学电流互感器的设计

介绍了一种混合式光学电流互感器,它包含两个传感输出通道:传统采样电流传感通道和块状光学玻璃传感通道。利用采样电流传感器的高精度稳态输出对光学玻璃传感头进行跟踪系数校正,有效地提高了整个混合式光学电流互感器的稳态精度和暂态精度。本设计使得光学电流互感器的频带宽、无磁饱和等一系列优点得到充分发挥,同时具有的双输出通道也是对电力系统保护的一种冗余设计,为目前光学电流互感器的实用化提供了一种全新的思路。     

光学电流互感器中微弱信号检测的仿真与分析

根据光学电流互感器的结构和原理可知,通过缩短传感部分磁光材料的长度可以提高OCT的长期运行稳定性,但在这种情况下,反映电流信息的微弱光电信号将会淹没在强噪声背景中,降低了光学电流互感器的测量精度。针对该问题,提出了采用数字式锁定放大器在该光学电流互感器中进行微弱电流信号的检测,并在Labview平台的基础上进行了仿真,仿真结果证明,本论文所提出的方法极大地提高了OCT的测量精度。     

基于卡尔曼滤波结合锁相环的OCT谐波测量方法

电力系统稳态电流不仅含有基波分量,还包含谐波分量,测量稳态电流各个分量和提高输出信噪比是光学电流互感器(OCT)信号处理的重要环节。本文介绍了基于法拉第磁光效应的OCT的测量原理,针对其低信噪比的特性和电力系统对谐波测量的要求,从时域的角度提出了一种基于线性卡尔曼滤波结合锁相环技术的谐波电流测量方法。在被测电流信号为基波电流、谐波电流和白噪声的混合信号的情况下,建立了线性的测量模型。在Lab VIEW上进行测量验证,结果表明卡尔曼滤波结合锁相环方法在测量稳态电流各个分量的同时能够有效地提高OCT输出信噪比和测量精度。     

光学电流传感器及其在继电保护中的应用

传统的电磁式互感器已在与微机保护的配合中暴露出许多问题，以光学电流传感器（OCT）为代表的新型变换器的出现为此提供了解决方案。文中首先将OCT与电磁式CT进行了比较，然后介绍了OCT的工作原理及其信号的检测方法；指出OCT与微机保护的接口应是数字电信号，并介绍了目前这方面工作的进展情况，OCT的应用必将对未来的保护原理、性能、及硬件产生深远的影响从而推动继电保护的发展     

基于四象限探测器的线性光学电流互感器

基于径向检偏原理的线性光学电流互感器(OCT)将磁致旋光角转换为同步旋转的光斑图像,通过电荷偶联相机对光斑条纹定位实现电流测量,克服了传统光强检测模式的动态测量范围窄、非线性、光功率依赖性、线双折射干扰和温漂等缺陷。但是其图像检测方法仍然存在成本高、分辨率低、算法误差大等问题,尤其是在小电流测量时误差较大,难以达到S级要求。针对这些问题,提出了一种采用四象限探测器测量光斑图像旋转角的方法并应用于线性OCT中,具有成本低、算法简单、分辨率高、精度高等优点。经过理论分析和实验验证,在±40°磁致旋光角范围内测量分辨率提高了近100倍,测量准确度从0.5级提高到了0.2S级,图像检测单元的成本降低了95%以上。     

基于粒子滤波的光学电流互感器信号处理方法研究

有效滤除噪声,提高信噪比（SNR）和测量精度是光学电流互感器(OCT)信号处理的重要环节。介绍了基于法拉第效应的光学电流互感器的基本原理和信噪特性。针对光学电流互感器低信噪比的特性,提出了采用粒子滤波的方法来从时域的角度提高输出信噪比。在被测电流为直流和交流两种情况下,分别建立合适的滤波动态空间模型,选择合适的参数后采用裂变自举粒子滤波算法（FBPF）在Matlab上进行两种情况下的仿真验证,结果表明粒子滤波算法能够有效地提高输出信噪比和测量精度。     

自愈光学电流互感器技术及其工程应用

介绍了法拉第磁光效应光学电流互感器(optical current transformer,OCT)的基本原理,在分析其实用化问题的基础上提出了自愈OCT技术,有效地提高了OCT的测量精度和运行稳定性。根据IEC60044-8标准,对设计的自愈OCT进行性能测试,试验结果表明研制的样机具有很好的测量线性度,在-40～+60℃的温度范围内,稳态测量精度优于0.2%。多年的工程应用情况表明,自愈OCT测量持续准确,精度明显高出常规电流互感器,具有工程实用化前景。     

基于LMS的环型TMR阵列传感器滤波算法设计

针对环型TMR传感器阵列测量电流时易受外界环境的干扰,提出一种磁阵列自适应测量方法。根据毕奥萨伐尔定律分析环型磁阵列的测量原理。提出了一种基于最小均方根(Least-Mean-Squares,LMS)方法,为磁阵列测得的磁场强度设计自适应滤波算法,即将某一段时间的传感器测量磁场作为输入,并过滤外界的杂散磁场信号,能够实现对外界磁场的自适应屏蔽。进行了数值仿真分析和搭建了实验平台,验证了所提方法的正确性及有效性。     

基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法

现有的架空配电线路在线故障定位方法存在只能确定故障区段的不足,离线故障定位方法则存在故障定位灵敏度低与精度差的问题.针对上述问题,建立高压脉冲冲击线路响应模型,通过分析故障线路电流分布特征与波形差异,提出了一种基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法.该方法使用高压脉冲信号发生器向故障线路注入直流脉冲信号,以相关系数作为波形相似程度的判别依据,通过分析不同测量点电流波形与基准电流波形的相似性差异,实现了故障定位的自动计算,解决了故障尤其是经高阻接地故障定位灵敏度低的问题.分析了不同磁场测量方式与基准信号参考点的选取对故障定位精度的影响,完善了故障离线定位体系,提高了定位精度.仿真以及实际试验表明,该方法可有效实现故障点的精确定位.     

基于序贯卡尔曼滤波的OCT信号处理方法研究

使用光学电流互感器(Optical Current Transducer,OCT)测量小电流时,测量得到的内部噪声信号往往大于光电信号,测得的读数不能正确反映电流的真实值。有效滤除噪声,提高信噪比是OCT信号处理的关键所在。介绍了基于法拉第磁光效应的光学电流互感器的基本原理和信噪特性,在被测电流为交直流混合信号的情况下,建立合适的滤波状态空间模型,采用序贯卡尔曼滤波的方法在Lab VIEW上进行仿真。结果表明序贯卡尔曼滤波算法能够对测量电流实时进行信噪分离,同时准确分离出交流和直流分量,提高了输出信噪比和测量精度。