集磁环式光学电流互感器气隙磁场的研究

为保证气隙内磁场的均匀分布,只能将集磁环式光学电流互感器气隙尺寸做得很小,或者将集磁环的气隙端面尺寸做得很大。小尺寸气隙将无法安放光学传感器件;大尺寸气隙将使集磁环结构重量急剧增加。利用Ansoft有限元软件对集磁环式光学电流互感器气隙磁场进行仿真、分析,根据磁场分布规律找出解决上述矛盾的办法,并对新结构的灵敏度和抗干扰能力进行分析。检验其对光学电流互感器整体性能的影响。从而实现集磁环式光学电流互感器的结构优化。     

混合型光学电流互感器的集磁环传感头

光学电流互感器OCT(Optical Current Transformer)相对于传统电磁式电流互感器有着许多优点。对混合型OCT的集磁环式传感头的磁环进行理论分析。以安培环路定理和铁磁物质磁化曲线为基础,分析了带气隙磁环的磁化曲线,通过消除剩磁密度对铁芯的影响计算磁环和气隙尺寸;根据有关资料和试验结果得出结论。给出混合型OCT集磁环的横截面面积、平均半径和气隙长度。     

集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法

为解决集磁环式光学电流互感器存在的线性度和准确度差的问题,提出了一种集磁环式光学电流互感器的自校正测量方法。该方法在常规集磁环式光学电流互感器的基础上增加基准电流源、自校正线圈和远端采集单元,并采用自校正算法进行数据处理,使常规的集磁环式光学电流互感器成为一个完整的自校正测量系统。实验结果表明,所设计的集磁环式光学电流互感器测量准确度等级满足IEC 0.2级的测量要求,可以有效提高集磁环式光学电流互感器的线性度和准确度,证明了自校正测量方法的正确性与实用性。同时为集磁环式光学电流互感器的实用化设计提供了新的思路。     

自适应光学电流互感器的基础理论研究

针对阻碍光学电流互感器(OCT)实用化的测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,文中在分析了光学电流互感器(OCT)的开环机理后,提出了相应的解决方法——自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构。以标准检测系统为平台,按照测试标准IEC60044-8对自适应光学电流互感器进行了精度检测,检测结果表明自适应光学电流互感器稳态测量精度达到了0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%。安装于河北省保定市某变电站的110kV线路上的自适应光学电流互感器已经连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器具有长期运行稳定性。     

光学电流互感器及其应用评述

光学电流互感器(OCT)以其优良性能而非常适于电力系统尤其是高电压等级的系统以提高设备安全性降低成本。为进一步促进OCT在系统中应用,利于建设数字电力系统,评述了在电力系统继电保护、数字化变电站、动态观测、故障录波、故障定位、谐波测量等方面的应用情况。国内自主研制的基于Faraday磁光效应原理的OCT具有良好的动态响应能力和绝缘性能,能精确地测量非周期分量及各种交流谐波分量,且无饱和现象,并利用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构,解决了阻碍OCT实用化的测量温漂和不能长期稳定运行的问题,稳态测量准确度可高于0.2级。安装于河北省保定市某变电站110 kV线路上的OCT已连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器(AOCT)具有长期运行稳定性,能满足现代电力系统发展的要求。     

光学电流互感器的研究现状分析

介绍了基于法拉第磁光效应下的光学电流互感器的基础技术框图,对不同的光学电流互感器进行了对比分析。对光学电流互感器的研究难点和发展趋势做出了归纳总结。     

提高光学电流互感器运行稳定性的方法

为了解决光学电流互感器（OCT）的长期运行稳定性问题,提出了螺线管聚磁光学传感原理,证明了偏振光围绕无限长通电导体测量电流与偏振光通过通电螺线管的轴向方向测量电流,在光学传感测量电流的意义上是等价的,具有对偶性。基于以上原理设计了螺线管聚磁光路结构。在实验室测试和现场连续25个月的运行表明,采用这种结构的自适应光学电流互感器能够在实际环境中长期稳定运行。     

集磁式光学电流传感器磁场与温度场耦合分析

集磁式光学电流传感器(optical current transducer,OCT)磁场分布受温度影响,建立其磁场与温度场耦合仿真模型有助于提出温漂补偿措施。在分析温度对铁磁材料磁滞回线和集磁环气隙长度影响的基础上,建立了集磁式OCT三维有限元模型。经过多次电磁场-热场-磁致回线与气隙长度修正的迭代求解过程,实现集磁式OCT在测量稳态直流电流时磁场与温度场的耦合仿真,确定了温升、磁场强度、环境温度和母线电流之间的数学关系。根据仿真结果提出一种磁场强度基本不随温度变化的补偿措施。最后通过实验验证了仿真模型和补偿措施的有效性。     

磁光式光电电流互感器及其双折射问题

深入分析了光电电流互感吕中温度引起的应力双折射问题及解决时遇到的困难，探讨了不可能的理想解决方法，并设计了一种元组装应力双折射的传感头组装方法，研制成的闭一不式混合型光电电流互感器在－３０￣７０℃温度范围内的测量精度为±０．３％。     

聚磁式光学电流互感器结构的研究

在介绍光学电流互感器原理和聚磁原理的基础上,给出了一种聚磁式光学电流互感器的结构,并对聚磁器通过ANSYS软件进行建模仿真,验证了不同气隙长度下的聚磁效果。试验结果表明,采用聚磁结构的光学电流互感器不但提高了光学电流互感器的灵敏度,而且具有较高的线性度,因而有着良好的应用前景。     

自愈光学电流互感器现场运行稳定性试验

从互感器误差校验、电能计量统计和电能计量系统整体校验3个方面对光学电流互感器的现场运行性能进行客观评价。投运前和运行中期的误差校验数据显示,变差小于0.1%,满足0.2S级要求。建立2套独立计量系统,在实际现场运行条件下进行长期数据比对,反映数字电能计量系统在各种环境因素影响下的长期运行稳定性。通过对数字电能计量系统的整体校验,在额定功率条件下不确定度达到9.0×10-5,置信概率达到97.15%,系统综合误差为1.013%,满足规程要求。     

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.     

光学电流互感器二次部分温度特性及其改善

对光学电流互感器(OCT)二次部分受温度影响的原因进行了理论分析,并根据IEC60044-8ElectronicCurrentTransformer的要求,进行了相关的温度实验,发现二次部分在-5℃～+40℃的温度范围内时将使OCT产生高达±1.7%的测量误差。基于此提出了改善温度性能的方法。实验结果表明该方法能提高OCT测量准确度和稳定性,使得二次部分在同样的温度范围内时,OCT能满足0.2级准确度的要求。     

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。     

铁心开气隙电流互感器原理表述新探

构建了铁心开气隙电流互感器的等值电路模型,使铁心开气隙电流互感器与连续铁心电流互感器的等效电路模型和相应的特性关系表示式从形式上均统一了起来.定义了气隙常数,应用它,可较全面且直观地展示铁心上开气隙对电流互感器性能的影响.     

非均绕等安匝法试验下电流互感器铁心磁场的研究

为更好揭示以非均绕等安匝法测试电流互感器误差的原理,用有限元法计算分析了电流互感器的三维非工作磁场、铁心中合成磁场的分布及其随一次绕组在铁心上缠绕角度改变的变化特征.研究表明,电流互感器铁心中因外部电流、短路故障等环境影响产生的杂散磁场,完全可能通过改变一次绕组在铁心圆周上缠绕角度得到的相应磁场加以模拟.     

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。     

基于EMTDC的三相变压器励磁涌流和内部故障仿真

变压器保护的核心问题是励磁涌流和内部故障电流的鉴别,而对变压器励磁涌流和内部故障电流的有效仿真是进行正确鉴别的基础。在分析电磁暂态仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient in DC System)里变压器模型的基础上,构建模型对变压器励磁涌流和内部故障电流进行了仿真,并对仿真结果进行了间断角和二次谐波含量分析。结果表明,利用EMTDC能够根据不同的条件和要求有效地实现变压器励磁涌流和内部故障电流的仿真。     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。