基于闭环算法的光学电流互感器的暂态电流误差特性研究北大核心CSCD

基于对光学电流互感器闭环调制解调算法的数学分析,研究了闭环算法对一次电流的计算误差来源,证实闭环算法的计算误差只与一次电流的变化速率相关,并在此基础上研究了暂态电流工况下,典型光CT的误差特性,探讨了减小暂态电流误差的几类措施并进行试验验证,证实减少传感光纤匝数、缩短光路总长度以及线性度误差实时补偿均可有效修正闭环算法的计算误差,提高互感器的暂态电流精度。     

基于保偏光纤模间干涉的光学电压互感器

为了满足高压及超高压电网对新型电压互感器的迫切需要,研究了一种基于保偏光纤模间干涉原理的高压电压互感器。用缠绕了保偏光纤的石英晶体圆柱作为电压传感头,被测电压通过石英晶体的逆压电效应来调制保偏光纤中2个低阶线性偏振模间的相位差,进而改变模间干涉输出光强的分布,通过探测模间干涉输出光强实现对被测高电压的测量。系统通过调整压电陶瓷的驱动电压使得模间干涉静态相位差为正交状态,并采取引入参考光路的方案剔除光源强度波动对测量精度的影响。实验研究结果表明,该互感器在额定被测电压附近能够达到0.2%的测量精度,能够同时反映被测高压的幅值和相位信息,满足高压测量领域对暂态变化的测量要求。     

光纤电流互感器λ/4波片温度误差补偿

λ/4光纤波片温度位相差误差是光纤电流互感器最主要误差源之一。本文研究偏振光在非理想波片处偏振态的变换过程,分析波片位相差温度稳定性对互感器测量准确度影响机理,导出波片温度误差模型。在互感器闭环信号检测方案基础上,通过不等占空比方波相位调制,展宽零相位差干涉尖峰值;进而应用第二A/D转换器,提取干涉结果中直流信息,以此设计波片温度误差补偿方案。实验结果表明,通过补偿,在?40～60℃范围内,互感器测量电流比变化量从±0.75%降低到了±0.25%。     

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。     

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。     

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。     

数字温控技术在全光纤电流互感器中的应用

针对反射式全光纤电流互感器(OCT)输出随温度漂移的问题,设计了1种新型数字温控算法及电路,在全温(-40~+70℃)下验证了温控方案及温控算法的正确性。试验结果表明:在全温范围内,温控系统可以很好地把互感器光路系统温度控制在25~50℃以内,大大压缩了光纤电流互感器的实际工作温度范围,使电流互感器输出稳定在0.2级以内。     

利用模间干涉原理的电压互感器仿真

为了满足电力工业发展对高压电压互感器的要求,设计一种新型的光纤电压互感器成为国内外的研究热点,故在理论分析光纤内光模场分布特点后用MATLAB仿真研究了光纤的模间干涉现象,给出了理想情况下LP01模和LPe1v1en模之间干涉光强的分布与光纤轴向长度变化之间的关系;在分析了石英晶体的压电特性基础上,提出了一种采用石英晶体逆压电效应和椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的电压互感器设计方案,给出了相应的数学模型;通过仿真研究,得到了该方案的线性测量范围及调节方法。该设计方案光路结构简单,抗干扰能力强,是光学电压互感器设计的一种新思路。     

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。     

Sagnac式光纤电流互感器的光波偏振特性建模及误差特性分析

Sagnac式光纤电流互感器要求光波具有特定的偏振特性。起偏器、波片、保偏光纤主轴熔接等因素均会引起光波偏振误差,非理想的偏振光波导致互感器干涉信号串扰。围绕Sagnac式光纤电流互感器偏振误差特性,采用琼斯矩阵建立光纤电流互感器光波偏振模型,分析光纤电流互感器中线偏振态及圆偏振态演变过程;以光纤电流互感器光波偏振模型为基础,研究光波偏振器消光比、保偏光纤主轴熔接角以及波片相位延迟角对光纤电流互感器光波偏振及性能的影响。     

光导管照明系统设计及工程应用

从天然采光的理念着手,介绍了光导管照明系统的概念,对系统中各部件的构成作了简要说明,并对光导管系统与传统照明的节能进行了分析比较。结合某工程现场要求,提出光导管照明系统设计思路和方案,并实际投入应用,随后对不同时段及不同天气条件下光导管照明效果进行测评及分析。结合工程实际状况及局限性,对工程上光导管系统设计及广泛应用提出建议,以期为同行提供参考。     

一种有前途的采光照明方式──光纤采光

本文介绍了光纤采光系统的原理、构成，并分析了光纤采光系统的应用前景。     

柱状棱镜导光管及其光学性能研究(英文)

本文介绍了一种采用有机玻璃制成的无缝棱镜导光管并分析了其光学性能。实验表明,无缝棱镜导光管能够以较高的效率传输光线,并将光线较为均匀地分布于传播路径。无缝棱镜导光管具有制作成本低、制作工艺相对简单的优点,适用于地下建筑、无窗房间以及高温高湿、易燃易爆等特殊场所的照明,也可用于装饰性的照明灯具。     

光纤通信技术的发展

比较详细地介绍和论述了光纤通信中技术的现状及其发展，对光纤通信关键技术的基本概念作了介绍，并对其发展方向进行了分析论述。     

一种新型的光学电压互感器

介绍了一种光学电压互感器实用化的新方案 ,对传感头的设计提出了模块化结构的设计思想 ,光路系统采用双光路互补的结构 ,信号处理采用DSP技术。对新方案的性能进行了测试 ,实验结果表明 :新型光学电压互感器具有良好的性能 ,双光路结构具有很好的温度补偿特性 ,稳定性很好 ,线性度在± 0 2 %以内 ,比差在± 0 2 %以内 ,通过了一系列绝缘耐压试验。     

LED路灯透镜的二次光学设计介绍

LED的二次光学元件设计对LED路灯的配光及光学输出效率至关重要。良好的道路照明要求LED路灯的配光为长方形的光型,路灯发出的所有光刚刚可以覆盖住马路,而马路之外的光污染几乎为零。非对称自由曲面二次光学元件的采用可以使LED路灯的长方形配光直接在单个LED模组上实现。整体路灯只需要将这些LED模组阵列按照相同方向排列即可,从而可以简化路灯机构、散热及控制电源的设计。本文介绍了LED路灯的二次光学设计,及一种用于LED路灯的自由曲面二次光学透镜的设计方法。     

LED路灯配光设计探讨

利用市场上的LED光源,结合配光技术,设计研制高光效、长寿命的系列LED路灯产品。所设计的80W路灯比同类产品节能30%以上,可靠性更高,并且可实现低成本、高效率量产。     

微波硫灯灯具的计算机辅助设计

随着微波硫灯(MSL)的发展,与其相配套的照明系统的设计也开始受到人们的关注。本文针对MSL照明系统的特点,利用光线追踪法,借助于CAD和VisualBasic编程工具,编制了用于旋转对称灯具设计的软件并设计出与光导管配套使用的MSL照明系统的专用灯具。文章中对灯具设计原理及软件的编制思想和过程做了一定的探讨     

聚合物侧面发光光纤的研究

聚合物侧面发光光纤是1种新型照明光纤品种,以往其侧面发光性能的测试仅依靠实验数据进行对比测试。本文在以往大量实验基础上,提出聚合物侧面发光光纤的发光机理模型,并采用多组实验对模型进行论证,以期设计出可靠、精确地控制聚合物光纤侧面发光性能的机理模型,为聚合物侧面发光光纤的定制化生产提供理论依据,并由此制造出适应各种照明要求的产品,以便这一新型照明产品在各类照明系统中得以更为广泛的应用。     

光纤照明布光设计

光纤作为光的载体,既可进行输出光强的调节、角度的调节和动态彩光照明装饰,还可以进行输出光色彩、输出光光强和输出光位的频闪,并且,通过无源红外传感器PIR和超声波传感器,光纤照明可实现照明节电控制;而从光源能源与环保因素考虑,使用陶瓷金卤灯作为光纤照明光源既节能又环保。光纤照明设计是光和空间的有效融合,光纤照明布光设计具有造型设计的可控性和创造性。