全光纤电流互感器的应用

1全光纤电流互感器光纤电流互感器是利用现代电子学、光电子学、光纤传感技术及数字信号处理等高科技手段的光、机、电一体化设备。全光纤电流互感器(FOCT)实际上是磁光式电流互感器,只是传感头是由光纤本身制成。全光纤电流互感器的优点是传感头结构简单,易于制造,精度、可靠性高。2全光纤电流互感器的优势     

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。     

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.     

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。     

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。     

电力系统中光学互感器的研究与评述

高可靠性和测量精确性是电力系统光学互感器实用化的前提和基础。应用电力传感光学理论,从结构模型出发,对磁光玻璃型和全光纤型光学电流互感器、电光晶体型和全光纤型光学电压互感器的实现方案进行了分类和技术比较,指出了各种方案在检测算法和制造工艺的优缺点。最后,对光学传感技术实用化需要关注的问题和研究方向进行了探讨。     

全光纤电流互感器受导体偏心影响的机理

针对全光纤电流互感器受导体偏心影响的问题,在光学电流互感器传感部分的分布参数模型的基础上,建立了与之对应的全光纤电流互感器传感环分布参数模型。基于传感环的分布参数模型提出了全光纤电流互感器受导体偏心影响的产生机理,该机理揭示了全光纤电流互感器受到导体偏心影响的原因,即为传感光纤中的线性双折射和传感环上不均匀磁场的共同作用。同时,分析了被测导体偏心对测量准确度的影响,得出偏心只会影响全光纤电流互感器比差的大小而不会影响线性度的结论。实验结果与理论分析一致,表明所提出的理论和结论的正确性。     

一种新型光纤电压互感器的设计

介绍了一种新型110 kV光纤电压互感器的基本原理和初步设计方案.该电压互感器基于石英晶体的逆压电效应,电压通过金属电极加在石英晶体的两端,电场方向和石英晶体纵向传感轴平行.利用2段椭圆芯双模光纤,第1段作为传感光纤缠绕在石英晶体上以感知交变电场导致的压电形变,第2段作为接收光纤跟踪Lp 01模式和LPeven 11模式之间相位差的变化.该方法源于白光干涉技术,包括2个级联的干涉仪,分别为传感干涉仪和接收干涉仪.采用780 nm,5 mW低相干多模激光二极管作为光源.讨论了互感器的参数设计,包括机械设计、双模光纤参数的研究以及传感光纤匝数的估算.最后介绍了互感器的工作条件和性能指标要求.     

全光纤电流互感器灵敏度特性研究

在全光纤电流互感器理想数学模型基础上,建立了全光纤电流互感器灵敏度特性数学模型,该模型揭示了单位长度线性双折射、传感环半径和光纤缠绕匝数是影响全光纤电流互感器灵敏度的3个主要因素,并得出结论:最优光纤长度时全光纤电流互感器灵敏度最高,且最优光纤长度只与单位长度线性双折射有关;全光纤电流互感器灵敏度随着光纤缠绕匝数增多而增大,且增大到最优光纤缠绕匝数时,全光纤电流互感器灵敏度最高。进而提出利用有效匝数来平衡灵敏度和光纤利用率。实验验证了理论分析结果的正确性。     

全光纤电流互感器对线路保护的影响

主要针对适用于能源互联网中的智能电力传感设备应用情况,对智能变电站调试过程中光纤电流互感器引起的线路保护动作情况进行分析。发现SF6断路器分合时产生的振动对光纤电流互感器传变特性的影响,阐释全光纤电流互感器的原理以及继电保护中突变量元件的算法。提出优化全光纤电流互感器结构的方法,以解决全光纤电流互感器与继电保护的配合问题,确保全光纤电流互感器的安全、可靠运行。同时,为智能变电站现场调试规程的制定起到指导性作用,也为智能电力传感设备在电力系统中的推广应用积累宝贵经验。     

基于普克尔效应光学电压互感器的研究现状与设计

介绍了基于普克尔效应光学电压互感器的基本原理,分析比较了几种常见的基于普克尔效应的光学电压互感器传感头的结构;介绍了基于普克尔效应的光学电压互感器的国内外发展现状;设计了一种基于普克尔效应的横向调制反射式光学高压互感器。     

高压直流电流测量装置的应用现状与研究进展

高压直流电流测量装置为高压直流输电系统的线路控制和保护提供输入信号。随着我国直流输电系统电压等级的不断升高,系统中的直流电流的测量已成为一个新课题。文章首先综述了已在国内外直流输电工程中运行的高压直流电流测量装置的结构和工作原理,指出各自存在的问题。然后介绍了我国在高压直流电流测量技术领域的研究进展,主要涵盖零磁通直流电流互感器、有源式直流电流互感器、全光纤式直流电流互感器、基于巨磁电阻效应的直流电流互感器和基于光纤光栅器件的直流电流互感器,希望能为未来高压直流电流测量装置的设计、实施与运行维护提供有益的参考。     

电力系统适用光学电流互感器的研究新进展

用于测量电力系统电流的光学电流互感器由于具有许多传统的电磁感应式电流互感器无法比拟的优点,具有广阔的应用前景。文中给出了基于法拉第磁光效应、以光纤为介质的光学电流互感器的基本原理和研究现状,重点论述为了加快实用化进程需要加以深入研究和解决的问题,包括新型的传感材料和传感头结构的研究、克服双折射效应、与光纤通信相结合等。     

Measurements of mechanical vibrations at magnetic cores of powertransformers with fiber-optic interferometric intrinsic sensor

A fiber-optic interferometric sensor with intrinsic transducer along a length of the fiber is presented for vibration measurements of the magnetic core inside an oil-filled power transformer. The sensor is designed for high sensitivity measurements into the harsh environment of electromagnetic fields, wide temperature change, and in oil immersing. This sensor allows enough sensitivity for the application, for which vibrations amplitudes are due to submicron displacements at frequencies of 100 Hz and its harmonics, in addition, the accessibility to the sensing region is guaranteed by low size immune fiber-optic cables as well as optical phase-based transducer/carrier of the sensor output. Thus, it is ideal for the requirements of the remote operation. The transducer size is a few mm in length, and is compact and rugged. Our results show that the vibrations of the elements constituting a power transformer are directly measured, improving the indirect techniques actually available. Finally, the measurements inside a medium power transformer at site are obtained for its application in electric plants     

光电电流互感器测试与校验方法

介绍了典型的光电电流互感器的结构原理和输出特点.鉴于传统的电流互感器测试方法已经不适于校验新型的电流互感器,依据IEC标准和误差分析理论,提出了光电电流互感器的测试和校验方法.指出采用虚拟仪器技术的测试系统具有灵活、易于扩充的优点.认为标准通道的各部件需要经过严格的溯源,标准通道的设计需要遵守微小误差原则.所设计的测试系统已成功应用于自行研制的光电电流互感器性能指标的测试.     

110kV电流互感器电场分析与绝缘结构改进

根据110 kV电流互感器一次绕组为发卡形的设计结构,建立了基于Infolytica的三维电场仿真模型,对110 kV发卡形电流互感器的电位分布、电场强度以及绝缘结构进行了仿真计算、分析和研究,并根据研究结果改进了发卡形电流互感器的绝缘结构。     

基于小波分析和神经网络的光学电流互感器误差补偿系统

介绍了基于法拉第磁光效应的光学电流互感器的基本原理及线性双折射对系统性能的影响,结合电磁式电流互感器的良好稳态性能和光学电流互感器的无饱和暂态性能,设计了一种基于小波分析和神经网络的光学电流互感器误差补偿系统.小波分析用于检测电力系统的故障时刻从而区分暂态和稳态,神经网络用于补偿光学电流互感器线性双折射效应.通过仿真实验证明:系统能够对光学电流互感器的线性双折射等误差因素进行补偿,提高了光学电流互感器的稳定性和测量结果的准确性.     

电力系统数字光电量测系统的原理及技术

数字技术几乎已经覆盖电力系统二次系统的各个领域。控制、保护和量测已由微处理器软件来实现。二次系统的这种技术变化要求开发新型的低电平输出的电压和电流变换系统。文章分析了常规电压和电流互感器面临的问题,提出了新的解决途径,即采用低功率、紧凑型数字光电量测系统。讨论了办柯夫斯基电流变换、磁光电流变换、电光电压变换和数字是系统的原理和技术。介绍了国外现场试验的经验。理论分析和现场试验表明：数字光电量测系统明显优越于基于常规电压和电流互感器的量测系统。