全光纤式光学电流互感器技术及工程应用

介绍了全光纤电流互感器（FOCT）的基本原理、主要特点,并与罗氏线圈、磁光玻璃式电流互感器进行了较为详细的对比。分析了FOCT的广泛应用对继电保护带来的有利影响,还分析了FOCT在工程应用中所面临的主要问题,并提出了解决措施。     

全光纤电子式电流互感器的原理及应用研究

介绍了有源型和无源型两种典型的电子式电流互感器的工作原理.重点介绍了全光纤电子式电流互感器的技术原理及特点,以及在智能变电站中同GIS组合安装应用方式.     

全光纤电流互感器研究

介绍了全光纤电流互感器工作原理,分析了光电探测器输出信号的特点,提出了在正弦调制下的数字相关检测方法,消除了光强、调制深度变化的影响,并阐述了测量原理、处理方法以及相关处理电路和软件的设计思路,将数据处理引入的延时缩短到小于300us的范围,提高了响应速度。实验结果表明,最大比差为0．04998％,线性度达到0．9999824,达到了0．2级准确度的要求。     

基于保偏光纤温度传感器的全光纤电流互感器

基于保偏光纤(PMF)的温度双折射效应,提出一种高精度、低成本、传输距离不受限制的反射式PMF温度传感器(TS)。通过与全光纤电流互感器(FOCT)共享光源、传输光缆及信号采集单元实现系统集成,可实现FOCT的远距离无源温度补偿,降低系统成本。完成了样机研制及测试,结果表明,PMF-TS的测温分辨率为0.1℃,测温精度为±0.2℃,响应速度与18B20数字温度传感器一致,响应速度及分辨率优于PT100铂电阻温度传感器,测温精度优于光纤光栅式、拉曼散射式、荧光式光学温度传感器。经温度补偿后,FOCT在-40~70℃温度范围内的比差波动小于±0.2%。     

全光纤电流互感器校验系统的设计及应用

全光纤电流互感器可用于交直流一次电流的测量,而传统的电子式互感器校验仪无法实现直流互感器的校验,因此设计了一套全光纤电流互感器校验系统.该校验系统满足全光纤电流互感器精度测试的全部要求,且成本低,使用方便,适用于全光纤电流互感器的研发测试和出厂测试.     

全光纤电流互感器偏振误差分析

借助琼斯矩阵方法分析并对比了两套具有不同反射镜结构的全光纤电流互感器(AFOCT)系统,计算讨论了系统各传感部件主要参量对零漂、测量准确度的影响。最后,验证了通过对传感光纤引入圆双折射以改善系统输出的方法,并定量给出了为满足IEC60044-标准中0.2S级测量互感器极限误差而加载的圆双折射具体值。     

一种新型全数字闭环光纤电流互感器方案

介绍了一种新型的基于全数字闭环检测的在线Sagnac型光纤电流互感器方案。该检测方案以数字信号处理器（DSP）为核心,采用方波调制方案,并通过数字阶梯波反馈实现闭环检测。文中对闭环互感器的变比计算进行了分析。实验结果表明系统的百分电流误差在-40 ℃～60 ℃温度范围内可以达到0.5％的准确度,且相差小于30′,基本满足了实际应用的要求。     

全光纤电流互感器在GIS中的应用

阐述了全光纤电流互感器工作原理,基于法拉第磁旋光效应,综合利用光纤传感技术和闭环控制技术,使其精度和抗干扰能力等方面优于其他电子式电流互感器。介绍了该互感器在气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）法兰中的集成方法,解决了传统互感器同GIS连接安装时存在的密封性问题,并大大减小了GIS整体体积,具有很好的发展前景。     

全光纤电流互感器技术应用评述

介绍了全光纤电流互感器(FOCT)的基础技术原理。阐述了FOCT的抗振动干扰技术、高低温环境适应性、长期稳定性等实用化关键技术,并给出其主要解决途径。总结了FOCT性能检测情况及在国内的应用现状,提出FOCT与GIS、DCB等一次设备的集成安装方式,集成设备将用于新一代智能变电站的建设。分析了FOCT在电能计量、继电保护等应用中的问题,提出一种满足继电保护要求的双采样技术方案。最后,对FOCT的未来技术发展及应用前景进行展望。     

全光纤电流互感器独立双采样技术研究

介绍了全光纤电流互感器工作原理及配置现状,结合智能变电站继电保护的技术规范,提出一种基于电子式电流互感器独立双采样配置方案。独立双采样全光纤电流互感器采用时分复用技术实现两路相互独立的采样系统。试验结果表明独立双采样全光纤电流互感器达到0.2级准确度的要求,在任一路A/D采样系统发生故障时另一路A/D采样系统仍能稳定运行。该方案能满足智能变电站继电保护的技术规范要求,并且降低了全光纤电流互感器在变电站中的整体成本,对全光纤电流互感器的推广应用有着重要意义。     

光学电流互感器的关键技术

通过对光学电流互感器(OCT)的2种主要类型磁光电流互感器(MOCT)和光纤电流互感器(FOCT)的原理介绍和详细分析,指出MOCT的光学传感头加工、测量受光功率波动的影响,分析了FOCT光纤器件的非理想偏振特性,以及光纤材料的Verdet常数的补偿等关键技术和存在问题.MOCT、FOCT共同存在小电流测量时信噪比较低的问题.     

全光纤电流互感器温度误差分析与温度误差补偿

全光纤电流互感器(FOCT)温度误差的主要来源是λ/4波片引起的温度误差和传感光纤维尔德常数引起的温度误差。通过综合分析环境温度对λ/4波片和维尔德常数的影响,推导出了总的温度误差与λ/4波片引起的温度误差和维尔德常数引起的温度误差之间的关系,利用曲线拟合的方法得到了λ/4波片相位延迟角初始值的合理取值为86°,搭建了FOCT温度误差测试系统对理论分析结果进行了试验验证。理论分析结果和试验测试结果都表明当λ/4波片的初始相位延迟角为86°时,在绝大部分温度变化范围内电流测量值的相对误差都小于0.2%的误差极限,实现了FOCT的温度误差补偿。     

光纤测温技术在油浸变压器内部检测中的应用

通过对光纤测温技术的原理对比分析和国内外应用调研,研究了光纤测温技术目前的应用效果和在实际应用中出现的问题,并据此探讨光纤测温在变压器内部检测中未来应用的方向.     

基于PLC的光纤通信技术在变压器远程监控中的应用

在某电厂110kV变压器改造过程中,针对变压器现场信号多、与后台传输距离远等特点,本文提出并采用通过可编程逻辑控制器将变压器二次开关量信号、模拟量信号转化成数字信号再经由光纤通信传到远方后台的方法,成功解决了实际困难.     

光学电流互感器关键技术研究

以光学互感器瞬时值测量的“迅捷、同步和高分辨率”为需求,对光学互感器温度特性、温度补偿技术及光学互感器抗振技术进行了研究,经过试验和对比测试分析,提出了对应的改进措施。采用反射式光路结构,以HB Spun光纤为Faraday传感材料,利用柔性支撑工艺技术制成传感光纤环,设计了全光纤电流互感器的结构方案,并优化了检测电路设计。研制了高精度、柔性结构暂态全光纤电流互感器。测试结果表明,全光纤电流互感器在-40~70 ℃全温度范围内准确度达到0.2级。     

光纤电流互感器渐变性故障时频特征辨识

通过时频变换方法分解光纤电流互感器(FOCT)输出信号,获取渐变故障信号特征,是故障分析的关键步骤。针对FOCT渐变性故障信号时域跨度大且劣化过程呈随机性的特点,对输出信号进行跨间隔采样,利用小波包分解算法,根据故障信号频段实现故障信号特征提取,利用相关评价指标对时域特征参数进行筛选,得到表征FOCT劣化趋势的最优特征参数。针对信号特征维度高的特点,提出主元分析法对高维特征降维处理,满足故障特征辨识快速性的需求。实验结果表明：使用6层小波包分解算法,得到64个包含不同频段信号的子序列,对比各个频带能量占比来确定互感器运行状态,能够实现有效辨识渐变性故障特征。     

全光纤电流互感器动态特性实验研究

全光纤电流互感器(FOCT)克服了电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,满足现代电力系统对电流值实时精确测量的需求。为保证挂网使用时系统动态特性稳定符合使用要求,对光纤电流互感器的动态特性进行实验研究。根据光纤电流互感器原理建立动态模型并推导出传递函数,评估FOCT的动态特性;进一步分析该动态模型中几个重要参数与闭环带宽的关系,通过实验验证了系统闭环带宽与延迟光缆长度成反比,与前向通道增益成正比。并且与影响前向通道增益的主要参数:增益调节系数、干涉光强、和采样点数同样成正比。为了光纤电流互感器在设计和实际使用中保证一定的动态性能,在延迟光缆长度的选取、对影响系统前向通道增益各参数的选择等方面,提供了理论基础和参考依据。     

全光纤电流互感器对线路保护的影响

介绍全光纤电流互感器工作原理和线路保护的基本原理,并总结了全光纤电流互感器的特点。重点分析全光纤电流互感器无饱和、高精度、频率范围宽等特性对距离分段保护及光纤差动保护的改善,以及全光纤电流互感器应用对双AD判据产生的影响;指出无介入式测量的优越性;最后阐述全光纤电流互感器随机噪声对保护产生的影响。     

Optical current transformer for gas insulated switchgear usingsilica optical fiber

The high accuracy optical current transformer (optical CT) for gas insulated switchgear (GIS) using a silica optical fiber has been developed. The linear birefringence was reduced by twisting the newly developed double coated optical fiber. The current of up to 8000 A was measured within electric noise error of 3.8 Arms and a sensitivity change of ±0.4% was observed over the temperature range from -20 to 90°C. This change corresponds to the temperature dependence of the Verdet constant of silica. When the vibrating acceleration of 8G was applied by the gas circuit breaker motion, no signals were distinguished from the background noise level of 3.8 Arms. The long term test was carried out and the accuracy of the measurements was kept to within ±0.15% during 8 hours. This is the first practical optical CT to satisfy all requirements for GIS     

全光纤电流互感器关键器件故障模式分析

以全光纤电流互感器的光学和电学器件为研究对象,阐述了系统工作原理及结构组成,通过故障模式影响及危害性分析和故障树分析两种方法对系统进行了可靠性分析,参考互感器在变电站中的应用实例确定了系统的关键器件故障模式,构建了系统光路单元的故障树,根据故障风险优先级数的大小,确定了设计薄弱环节并提出了改进措施,可降低系统关键器件发生故障的风险。针对全光纤电流互感器的实际故障案例进行了分析,验证了系统可靠性分析方法的有效性。