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。     

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。     

光源光谱对光纤电压互感器性能的影响

从理论上分析了光源的光谱对双光路光纤电压互感器性能的影响,尤其采用Jones矩阵方法分析了光路中起偏器、1/4波片、电光晶体和偏振光分束器的界面背向反射和背向散射产生的寄生干涉的影响。其次,分析了光源相干函数中次相干峰对光纤电压互感器性能的影响。根据以上分析,给出了计量用光纤电压互感器对光源光谱的要求。采用光谱符合要求的光源进行了试验,结果表明光纤电压互感器性能满足应用要求。     

基于逆压电效应和模间干涉的电压互感器设计

随着现代高压电力输送系统的发展,传统的电磁式和电容分压式互感器已暴露出越来越多的缺点。光学电压互感器具有体积小、重量轻、频带宽、动态范围大、抗电磁干扰以及良好的绝缘性等优点,已经得到人们的广泛重视。通过数值仿真,对椭圆芯保偏光纤模间干涉强度分布与模间相位差之间的关系进行计算分析并给出三维图,在此基础上设计了一种基于石英晶体逆压电效应和椭圆芯保偏光纤模间干涉原理实现的电压互感器。用有限元法对互感器传感头中的电场分布进行仿真计算,分析了金属电极的形状、尺寸等参数对传感头内电场分布的影响,对传感头进行了优化设计。通过试验对设计的电压互感器进行了可行性研究,表明基于该原理的电压互感器具有较好的精度和线性度。     

用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统

设计了用于激光供能电流互感器的低功耗光电传输系统,系统包括上行光纤和下行光纤.上行光纤在完成向包含传感器及相关电路的一次转换器供能的同时,还可以传输控制信号.在不影响光供能稳定性的情况下,在短暂的供能中断中完成数据通信.在一次转换器中,控制信号通过在能量变换电路中增加一个比较器电路提取出来.改进的一次转换器光发射驱动电路只需要消耗数毫瓦的平均功率就可以稳定地工作,一次转换器总的功耗可控制在40 mW以内.实验结果表明,上行光纤和下行光纤中通信波特率可以分别达到200kbit/s和2 Mbit/s,完全满足电流互感器通信需要.     

正弦波调制FOCT调制回路故障对探测器输出特性影响

为探究全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)调制回路故障对探测器输出信号影响,便于故障预测与故障诊断,文中首先建立包含光电回路相位延迟的正弦波调制FOCT输出信号数学模型,给出调制深度与驱动电压、二次谐波、四次谐波的数学关系式,分析定目标值调制器闭环调制、解调的基本方法。在此基础上通过建立数学模型分析调制深度对探测器输出光强峰值、平均光强、二次谐波、四次谐波的影响。据此提出发生调制回路故障时调制深度降低是导致探测器输出信号异常的关键因素,探测器输出平均光强增大、四次谐波降低、二次/四次谐波比值增加应作为调制回路故障的典型特征。最后开展实际FOCT模拟试验证明理论研究的有效性。     

数码相机的结构原理（三）

三、模／数转换器模／数转换器,即A／D转换器（Analog-to-Digital Converter）。A／D转换器能将连续形式的模拟信号进行量化（离散化）,转换为相应的离散形式的数字信号。A／D转换器的应用非常广泛,常见的有：电压频率A／D转换器、脉冲宽度调制A／D转换器、双斜率积分A／D转换器以及作为PC机的适配器,用于温度运动和其他的连续变化状态的实时监控等。数码相机的模／数转换器的作用是：将图像传感器得到的模拟电信号转换为数字信号,并传送到图像处理单元。     

基于ADuC841单片机的激光电源控制电路设计

针对电子式电流互感器高压侧一次转换器的供能问题,设计一种基于ADuC841单片机的反馈式激光电源供能系统,包括激光电源驱动电压的反馈调制、驱动电流的过流监控、散热保护以及各参量的LCD实时显示,实现激光电源稳定输出6mW功率.ADuC841单片机内部集成了A/D、D/A转换器,节省了系统空间,另外,采用PPM光电供能模...     

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。     

激光多普勒测速光纤光路

为了解决全光纤激光多普勒零差检测光路存在的光能量损耗大、干涉图对比度低、信噪比低等问题,比较了3种全光纤激光多普勒零差检测光路。分析并计算了3种光路中各光纤无源器件的光功率总损耗,设计了3种光路的对比性实验,采用光功率计和插回损仪实测了3种光路光的光功率;观测3种光路光电探测器输出的干涉波形,并且计算了干涉图对比度。结果表明,分析计算结果和实验实测结果吻合,光路中光能量损耗越低,输出的多普勒信号幅值越大,信号信噪比就越高,对比度越高。     

微机继电保护有何优越性

用计算机实现继电保护的原理是从电压互感器和电流互感器引出二次电压和电流,经变换器变为适合于保护所用的电压、电流再经输入滤波器滤去直流分量、低次及高次谐波和各种干扰后进入多路器,将输入的各个电气量按时间分开,送到“模/效”(A/D)转换器变为数字量,计算机即可对输入的数字量进行运算处理和判别故障。     

数字式高压光电电流电压互感器的原理及应用

传统电磁式互感器在技术和结构方面一直以来几乎没有什么改进，油浸式互感器存在易渗漏、易燃易爆的缺点，SF6互感器存在环境污染和漏气问题，同时电磁式互感器还存在电流互感器二次开路、电压互感器二次短路等危及设备和人身安全的问题。光电电流电压互感器的应用则能很好地解决以上问题，它们的应用将有利于新型设备和先进技术在变电站建设中的发展应用。     

电子式互感器的现状与发展前景

随着电力传输容量的增加,运行电压等级越来越高,传统的电磁式电流、电压互感器暴露出如绝缘要求高,磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃、易爆炸等一系列缺点。基于光学和电子学原理的电子式电压、电流互感器(分别简称为EVT和ECT)经过30多年的发展以其独特的优点,成为最有发展前途的一种超高压条件下电压、电流的测量设备。早期的电子式互感器一次侧和二次侧通过光纤来传输信号,也称为光电式互感器。2002年,IEC根据新型电子式电压、电流互感器的发展趋势,制定了关于EVT的IEC60044-7标准和ECT的IEC60044-8标准,明确了电子式互感器的定义及相应的技术规范。根据IEC60044-7标准,EVT采用电阻分压器、电容分压器或光学装置作为一次转换部件,利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统,并装有电子器件作测量信号的传输和放大,具有模拟量电压输出或数字量输出。根据IEC60044-8标准,ECT采用传统电流互感器(CT)、霍尔传感器、Rogowski线圈或光学装置作为一次转换部件,利用光纤作为一次转换器和二次转换器之间的传输系统,并装有电子器件作测量信号的传输和放大,具有模拟量电压输出或数字量输出。电子式互感器的分类与特点电子式互感器的分类几十年来,电子式互感器产品的种类已经被开发出很多,根据原理的不同,电子式互感器可分为无源式和有源式2类。所谓无源式电子互感器是指高压侧传感头部分不需要供电电源的电子式互感器,而有源式电子互感器是指传感头部分需要供电电源的电子式互感器。无源式电子互感器的优点是在传感头部分不需要复杂的供电装置,整个系统的线性度比较好,缺点是传感头部分有复杂而不稳定的光学系统,容易受到多种环境因素的影响,影响了实用化的进程,虽然各国学者不断的提出新方法以提高测量准确度,各种方法部在实验室条件下取得了一定成果,但都不同程度地存在着通用性差、装置复杂等缺点,未能有效克服这个困难,其研究还有待进一步深入。有源式电子式互感器的原理大都比较简单,已被广泛接受。无源式EVT主要利用传统的电阻分压器、电容分压器以及单个电容器测量电压值。在有源式ECT中,作为一次电流采样传感头的元件有传统的电磁式电流互感器、分流器和Rogowski线圈等。20世纪90年代以来,无源式电子互感器在实用电子式互感器的开发及应用状况由于电子式电流互感器具有多方面的优点,国外对于电子式互感器的研究已有30多年的历史,投入了较大的人力物力,不断推进电子式互感器的发展,相关行业的一些大公司已经迈向产品化,市场化的道路。ABB公司作为国际上提供标准化光学电流和电压传感设备的领先者之一,已研制出多种无源电子性方面显示出优势,受到了人们的重视,各国学者在供能方式、信号调制方式以及提高系统测量准确度等方面进行了大量的研究和实验,并有现场挂网的经验,国外一些知名大公司已有市场化的产品。     

光学高压电压互感器的设计

为了满足电力工业对高压电压互感器的需求,采用了基于模间干涉原理和石英晶体的逆压电效应的方法,介绍了一种新型的光学高压电压互感器的基本结构和工作原理。该互感器是在圆柱形石英晶体上施加交流电压使其产生压电形变,使缠绕在圆柱表面的椭圆芯双模光纤中的两个传导模LP01模和LP11模的相位差发生变化,最后得到被测电压。通过实验对该互感器的设计进行了可行性研究,表明该互感器具有较好的精度和线性度,为光学电压互感器的研究提供了理论基础。该互感器信号的感应和传输都在光纤中进行,因而不需要耦合器、起偏器、电光晶体等光学元件,加工工艺简化,该系统是具有结构简单、准确度高、安全可靠、造价低等优点的互感器系统。     

干涉式电压互感器的有限元分析

设计一种新型的光纤电压互感器以满足电力工业发展对高压电压互感器的要求,成为国内外的研究热点,为此基于石英晶体的逆压电效应,研制了一种双模干涉式的电子电压互感器并给出其基本原理即利用两个低阶模的干涉原理改善电压互感器的性能,为消除外界干扰、提高系统的测量精度提供理论根据。利用有限元软件对该互感器传感头进行电场强度分析和研究的结果显示:在峰值电压作用下,互感器传感头无击穿现象,满足了工程的需要,为光学电压互感器的电压测量的稳定性提供了理论依据。该互感器信号的感应和传输都在光纤中进行,光路结构简单,抗干扰能力强,准确度高,安全可靠,是光学电压互感器设计的一种新思路。     

数码相机的结构原理(三)

三、模/数转换器模/数转换器,即A/D转换器(Analog-to-Digital Converter)。A/D转换器能将连续形式的模拟信号进行量化(离散化),转换为相应的离散形式的数字信号。     

利用电磁式电压互感器实现小电流接地系统行波故障定位和选相

提出利用电磁式电压互感器传变暂态行波信号,实现小电流接地系统各种故障类型快速识别和故障准确定位。建立了电磁式电压互感器行波传变特性分析模型,并以实际的电压互感器参数为例对其行波传变特性进行了研究,研究结果表明,电磁式电压互感器能够有效传变行波波头,满足行波故障测距要求。分析了三相电磁式电压互感器的行波传变特征及规律,分析发现,单相接地故障和各种短路故障暂态行波信号都以一定的规律有效传变到电磁式电压互感器二次侧,在此基础上,提出利用二次侧的暂态行波信号实现线路故障快速定位以及各种故障类型快速识别的原理与方法。现场试验结果证明了所述方法的正确性。     

综合自动化变电站PT负载特性的变化

本文指出了在综合自动化变电站与传统电磁式二次系统变电站中电压互感器负载特性的不同,以及在电压互感器二次侧熔断器熔断时的测量值的变化。     

光学高压电压互感器传感头结构的研究

在光学高压电压互感器的设计中,互感器传感头结构参数的合理设计是光学电压互感器测量准确度和工作可靠性的保证.本文设计了基于石英晶体逆压电效应和保偏光纤模间干涉原理的高压电压互感器,并从传感头晶体材料的选择、电极形状、电极尺寸、电极间距等方面进行了研究,通过有限元仿真研究,得出不同情况下的电场分布,确定了较合理的传感头设计方法,为光学高压电压互感器的设计提供了理论依据.最后,通过实验对基于该原理的高压电压互感器进行了原理性验证.     

光电互感器二次侧计量输出接口的实现

研制了一种采用 C32 CS型浮点数字信号处理板及数字信号处理编程算法的光电互感器二次侧计量输出接口。该接口设计简单 ,易于实现 ,适应于基于 Pockels电光效应的光学电压互感器、基于 Faraday磁光效应的光学电流互感器及基于其它原理的光学电压、电流互感器。实验结果表明其测量精度满足 IEC6 0 0 44 - 7电子式电压互感器标准 (试用版 )及 IEC6 0 0 44 - 8电子式电流互感器标准 (试用版 )的要求。