基于全光纤电流互感器的火电厂发变组保护配置探索

针对目前大型火电机组发电机主回路电流互感器变比选型存在的问题，提出了用全光纤电流互感器替代传统发变组保护用电磁型电流互感器的设想，介绍了传统火电机组发变组保护配置情况以及基于全光纤电流互感器的继电保护结构，对基于全光纤电流互感器的火电厂发变组保护系统各子单元的配置进行了深入探索，并对全光纤电流互感器在火电机组中的应用进行了展望。     

光纤复合绝缘子光纤内嵌技术探讨

全光纤电流互感器采集一次高压端电流信号并以光学信号形式经过光纤绝缘子传输至低压端电子装置,光纤绝缘子内嵌光纤技术方案和制造工艺存在差异.本文介绍了某500kV敞开式变电站用FOS型全光纤电流互感器首次投运即发生闪络事故,提出了另一种解决方案,通过空心复合绝缘子结构设计优化以及密封、灌封工艺的运用,实现光纤复合绝缘子结构...     

数字式全光纤电流互感器系统建模与仿真技术研究

利用数字式全光纤电流检测系统抗干扰能力强、完全电气隔离等优点,在光纤电流传感器原理的基础上,研究了一种小巧的、适用于高压端大电流检测的基于法拉第磁光效应偏振态调制的数字式全光纤电流检测系统,改进了目前电力系统中使用的传统电磁式电流互感器。该研究应用保偏光纤有效抑制光纤中固有的线性双折射,使用琼斯矩阵对光纤系统进行分析,利用MATLAB仿真软件进行系统仿真,通过理论分析和系统仿真验证了由数字式全光纤电流互感器测得的电流值与电流的实际大小一致,所建立的系统数学模型和仿真模型正确可行。     

柔性光纤在线直流电流测试仪

提出了一种基于法拉第磁光效应原理的柔性设计全光纤电流互感器,用于直流大电流的工业现场在线测试,设计了可用于高电压场合的电流测试钳,设计了实验室测试系统用于实验室中的量值传递,并进行了现场试验验证。     

闭环全光纤电流互感器相位差的计算与测试

电流互感器相位差直接影响电能计量准确度.根据闭环全光纤电流互感器工作原理,得出光路与电路的硬件时间延迟以及闭环系统相频特性是形成相位差的主要原因.依据闭环互感器硬件延时特点和系统数学传递函数,计算相位差的理论大小.设计相位差检测装置,通过测试互感器系统的正弦响应和阶越响应,实测出相位差大小的同时,验证了理论计算结果的正确性.得出了系统对工频电流响应的相位差大约是1°,相位误差小于8分的结论.     

基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器设计

电流互感器作为一次侧电流的常用计量设备之一,它在电力系统的交流电测量、继电保护、电力设备检修控制等相关领域均具有十分重要的地位。针对传统电流互感器存在的线性度低、抗干扰能力差及精度低等问题,尤其在工频小电流精确测量这一难题方面更是捉襟见肘。鉴于此,本文提出一种基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器。该互感器利用电流经过电阻所产生的焦耳热改变光纤中的光信号特征,从而引起马赫-曾德干涉仪的输出信号变化,然后通过光电探测器完成对干涉仪的光信号捕捉,并将其转换为电信号输出,完成工频小电流检测。结构上通过采用PCB型罗氏线圈作为感应取电装置,并利用MATLAB完成其动态响应分析。另外针对信号采集、传输、处理过程中所出现的噪声信号,设计了基于FPGA技术的信号处理系统,以提高信噪比。最后通过实验对工频小电流进行测量,线性度为0.996 1,检测精度可达到0.14%。实验结果表明提出的光纤电流互感器相较于传统光学电流互感器相比,具有更高的线性度和测量精度,为基于热效应的电流互感器发展提供了新的思路,也为工频小电流的测量提供了一种新的方法。     

基于OCT技术的自动增益均衡化方法设计与实现

介绍了基于法拉第效应的光学电流互感器(OCT)工作原理;给出了基于OCT技术的电力线路母线电流测试方案;为了实现对OCT的光强信号进行增益均衡化处理,提出了硬件实现自动增益均衡化方法,并利用锁相环技术实现了测量信号的相位同步;对OCT系统的测量误差进行了测试和分析,结果表明电流测量达到了互感器相关国家标准规定的0.2等级精度要求。     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

实现波长编码信号的解调，是光纤光栅传感系统实用化推广的关键技术之一。文中讨论了光纤光栅传感信号解调的基本原理，分析了国内外提出的常用解调方法的工作机理、特点和性能，并总结了信号解调过程中存在的主要技术难点及发展方向，为基于光纤光栅传感系统的解调部分的设计提供了依据。     

光纤复合绝缘子光纤内嵌技术研究

针对某500 kV敞开式变电站用全光纤电流互感器首次投运发生的闪络事故,对光纤复合绝缘子光纤内嵌技术进行研究,具体包括空心光纤复合绝缘子、保偏光纤密封与灌封技术,并对光纤复合绝缘子光纤内嵌技术的应用前景进行了展望。     

交流差动变压器式位移传感器数字调理方法

分析了差动变压器式位移传感器的工作原理,讨论了传统模式的模拟调理电路特点,结合实际应用需求,提出了一种基于多功能数据采集板卡和数字解调算法的差动变压器式位移传感器信号数字调理方法,从理论上论证了该数字解调算法,并且设计了一套试验验证系统,针对试验用LVDT(Linear Variable Differential Transformer)传感器,从静态、动态2种工作方式进行解调,验证结果表明,该方法能够满足试验要求,达到了预期的结果.     

电力传输线路中电流测量系统的设计和实现

基于法拉第效应的光学电流互感器（OCT）,提出了电力传输线路中电流测量方案,解决了OCT中光照度信号的自动增益均衡化问题;利用锁相环技术实现了测量过程中采样信号相位同步,提高了电流测量精度;对提出的测量电路方案进行了测试与分析。     

干涉测量低频水下声源频率的改进算法

为了实现低频段水下发生目标频率的准确识别,搭建了一套激光干涉测量系统。在相位生成载波解调技术的基础上,提出了一种改进的基于相位生成载波反正切算法的解调方式。在光学暗室下利用分立光学元件搭建了一套干涉实验系统,在参考光路引入水面波动作为高频载波,利用水表面漫反射的主反光与参考光干涉获得干涉信号。以相位生成载波解调技术的反正切算法为基础,引入高频载波信号的一倍和二倍正弦混频。通过功率比较的算法在两组正交信号当中筛选功率较强的一组进行解调,避免了载波初相位导致的正交信号消隐引起的解调失真。最后,在模拟的低频大幅度海浪扰动情况下进行了探测实验,取得了良好的解调效果。实验结果表明:水下声源的低频探测下限约为30 Hz;100Hz以上频段的频率探测精度优于1Hz。改进的反正切解调算法能够避免解调失真,具有很强的抗干扰能力。     

基于3×3耦合器的双马赫-曾德尔干涉仪数字化相位解调

由于马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）光纤干涉传感系统的定位精度在实际应用中受到初始相位偏移的影响,本文针对系统的光路结构,提出了一种基于3×3耦合器的被动数字化解调方法。利用3×3耦合器的2路输出信号构成椭圆曲线,在约束条件下对信号系数进行最小二乘拟合,然后采用微分交叉相乘法解调出相位信号。与传统的解调方法相比,提出的方法降低了对耦合器高对称性的要求,不需限制其它参数;约束条件下椭圆拟合的鲁棒性好,尤其是对于椭圆度较差的数据点具有很强的适应能力,适用于微弱振动信号的解调。仿真结果和现场实验数据证明该方法切实有效,运算量小,利用现场数据解调出的相位信号相关性达到0.992 0;互相关计算显示其在总长43 km的管道上的定位误差为81.2 m,有效提高了系统性能。     

提高光纤传感测量精度的方法研究

采用激光干涉原理实现了微位移光纤传感测量.通过对光学系统和光电检测系统的研究,总结出提高光纤传感测量精度的方法,文中对微弱光信号的相位调制,数字解理过程,给出了低噪声设计的理论依据,电路参数的选取原则和预放级设计的一般方法.系统微位移测试精度约0.05nm.     

An accurate continuous calibration system for high voltage current transformer

A continuous calibration system for high voltage current transformers is presented in this paper. The sensor of this system is based on a kind of electronic instrument current transformer, which is a clamp-shape air core coil. This system uses an optical fiber transmission system for its signal transmission and power supply. Finally the digital integrator and fourth-order convolution window algorithm as error calculation methods are realized by the virtual instrument with a personal computer. It is found that this system can calibrate a high voltage current transformer while energized, which means avoiding a long calibrating period in the power system and the loss of power metering expense. At the same time, it has a wide dynamic range and frequency band, and it can achieve a high accuracy measurement in a complex electromagnetic field environment. The experimental results and the on-site operation results presented in the last part of the paper, prove that it can reach the 0.05 accuracy class and is easy to operate on site.     

用于电网监控的全光纤干涉局部放电定位系统

针对传统的电网局部放电定位方法的诸多缺点,提出了一种基于Sagnac干涉仪的光纤传感定位系统。该定位系统使用光纤作为传感单元,探测局部放电过程中所产生的声波和超声波,利用算法对探测到的振动信号进行处理,最终得到局部放电发生的具体位置。实验证明该系统具有较高的精确性和稳定性。