一种提高光学电流互感器温度稳定性的新方法

光学电流互感器的温度稳定性差是阻碍其实用化的主要原因.提出了一种新的基于比较测量法的温度补偿方法——比较式OCT,它通过引入永久磁铁产生的恒定参考磁场,将被测电流磁场与参考磁场进行比较,得到与温度影响因子无关、而仅与被测电流大小有关的最终输出,实现了对影响OCT温度稳定性的两个主要因素——Verdet常数和线性双折射的同时补偿.针对比较式OCT解调的特殊要求,设计了双输入双输出的传感头结构.对比较式OCT的温度试验证实了比较补偿法的有效性.     

比较式光学电流互感器的信号解调

长期稳定性是光学电流互感器(OCT)实用化的关键问题之一.比较式OCT在传统OCT的基础上,引入永磁体产生的恒定磁场作为参考磁场,通过将被测电流磁场与参考磁场相比较得到最终的电流测量结果,实现了对光学传感头的Verdet常数和线性双折射的同时补偿,使OCT的实用成为可能.针对新的传感头结构,设计了全新的双光源双输出信号解调方式以及基于此原理的信号解调系统.初步的线性度试验结果验证了该解调方式的正确性,同时也表明所设计的比较式OCT满足IEC标准规定的0.2级电子式电流互感器的精度要求.     

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.     

直流光学传感频谱迁移测量法及其实现方案

首先分析了法拉第光学直流电流互感器的信噪频带重叠现象及低频噪声的影响,提出了直流光学传感频谱迁移测量法,推导了光学调制和信号解调方法的数学模型。其次设计了直流光学传感频谱迁移测量法的实现方案。最后对所设计的直流光学电流测量系统进行了误差分析及特性试验。实验结果表明,该测量系统具有较高的测量精度,能够消除信噪重叠现象,证明了该方法的实用性。     

一种新型的光学电压互感器

介绍了一种光学电压互感器实用化的新方案 ,对传感头的设计提出了模块化结构的设计思想 ,光路系统采用双光路互补的结构 ,信号处理采用DSP技术。对新方案的性能进行了测试 ,实验结果表明 :新型光学电压互感器具有良好的性能 ,双光路结构具有很好的温度补偿特性 ,稳定性很好 ,线性度在± 0 2 %以内 ,比差在± 0 2 %以内 ,通过了一系列绝缘耐压试验。     

基于闭环算法的光学电流互感器的暂态电流误差特性研究北大核心CSCD

基于对光学电流互感器闭环调制解调算法的数学分析,研究了闭环算法对一次电流的计算误差来源,证实闭环算法的计算误差只与一次电流的变化速率相关,并在此基础上研究了暂态电流工况下,典型光CT的误差特性,探讨了减小暂态电流误差的几类措施并进行试验验证,证实减少传感光纤匝数、缩短光路总长度以及线性度误差实时补偿均可有效修正闭环算法的计算误差,提高互感器的暂态电流精度。     

基于神经网络逆建模的三相光学电流互感器

三相光学电流互感器是以电力系统三相电流（包括不对称三相电流（）作为测量对象的光学电流互感器，线性双折射效应是影响三相光学电流互感器性能的主要因素，论文采用神经网络逆建模技术来补偿线性双折射效应对三相光学电流互感器测量结果的影响，给出了系统原理和应用结果。     

光纤电流互感器λ/4波片温度误差补偿

λ/4光纤波片温度位相差误差是光纤电流互感器最主要误差源之一。本文研究偏振光在非理想波片处偏振态的变换过程,分析波片位相差温度稳定性对互感器测量准确度影响机理,导出波片温度误差模型。在互感器闭环信号检测方案基础上,通过不等占空比方波相位调制,展宽零相位差干涉尖峰值;进而应用第二A/D转换器,提取干涉结果中直流信息,以此设计波片温度误差补偿方案。实验结果表明,通过补偿,在?40～60℃范围内,互感器测量电流比变化量从±0.75%降低到了±0.25%。     

用于高压输电线路现场带电校验的开口式双气隙铁芯结构电子式电流互感器

为了评价将双气隙电流互感器用于现场移动式带电比对系统的可行性,从其稳态测量精度和多次安装后的测量稳定性两方面进行研究。稳态测量精度方面,通过对铁芯参数进行优化设计和对铁芯线圈采用误差补偿措施,降低了双气隙电流互感器的比差和角差。试验结果表明,双气隙电流互感器的比差和校正后的角差能够达到国标测量用电流互感器0.2级标准。测量稳定性方面,从研究气隙长度变化对测量精度的影响和降低一次导体偏心距误差两方面入手。首先通过试验测定比差和角差随气隙长度变化的关系曲线,结果表明,为了保持线圈的测量精度,需要严格控制安装的质量。其次针对单铁芯偏心距误差大的特点,采用双铁芯方案,理论计算和试验结果表明,该方案有效改善了单铁芯偏心距误差大的不足。根据稳态测量精度和测量稳定性两方面的研究结果,需要进一步采取措施提高该结构电流互感器的精度,才能将其用于电流互感器现场移动式带电比对系统。     

光学电流互感器运行误差在线比对系统设计与应用

针对现阶段尚未完全掌握光学电流互感器现场运行状况的难题,研究了全光纤光学电流互感器的现场运行误差特性,采用与传统电磁式电流互感器并行运行的方法,研制了一种光学和电磁式电流互感器运行误差在线比对系统。经挂网运行表明,该系统实现了光学与电磁式电流互感器误差数据的比对分析,可在线实时获得光学电流互感器的运行误差,并可全面记录外界环境变化对光学电流互感器误差特性的影响,适用于光学电流互感器现场运行计量可靠性和环境适应性的监测与评估。     

自愈光学电流互感器技术及其工程应用

介绍了法拉第磁光效应光学电流互感器(optical current transformer,OCT)的基本原理,在分析其实用化问题的基础上提出了自愈OCT技术,有效地提高了OCT的测量精度和运行稳定性。根据IEC60044-8标准,对设计的自愈OCT进行性能测试,试验结果表明研制的样机具有很好的测量线性度,在-40～+60℃的温度范围内,稳态测量精度优于0.2%。多年的工程应用情况表明,自愈OCT测量持续准确,精度明显高出常规电流互感器,具有工程实用化前景。     

独立量自适应光学电流传感原理及其应用

根据光学电流传感器的开环机理,只有从外部为光学电流传感器引入新的独立量才能消除环境温度等外因的影响以实现高精度测量.论文提出了一种新的独立量自适应光学传感理论,即通过对两组或两组以上的独立输出量进行自适应运算获得与干扰无关的测量结果.应用该理论设计了光路独立量自适应光学电流传感器和光电独立量自适应光学电流传感器.并以标准检测系统为测试平台对光电独立量自适应光学电流传感器的测量性能进行了检测,结果证明该传感器已达到了0.2级的测量水平.     

小电阻精密测量系统的设计

针对小电阻难以测量的问题,设计了以AT89C51微处理器为核心的智能型小电阻精密测量系统。系统采用具有高稳定性的恒流源电路,低温漂、低噪声的放大器OP07和A/D转换器ICL7135设计测量电路。消除了温漂,提高了测量精度,精度可达毫欧级,对于5Ω以下电阻测量精度优于1%,环境适应性较强,测量方法具有广泛的实用价值。     

基于四象限探测器的线性光学电流互感器

基于径向检偏原理的线性光学电流互感器(OCT)将磁致旋光角转换为同步旋转的光斑图像,通过电荷偶联相机对光斑条纹定位实现电流测量,克服了传统光强检测模式的动态测量范围窄、非线性、光功率依赖性、线双折射干扰和温漂等缺陷。但是其图像检测方法仍然存在成本高、分辨率低、算法误差大等问题,尤其是在小电流测量时误差较大,难以达到S级要求。针对这些问题,提出了一种采用四象限探测器测量光斑图像旋转角的方法并应用于线性OCT中,具有成本低、算法简单、分辨率高、精度高等优点。经过理论分析和实验验证,在±40°磁致旋光角范围内测量分辨率提高了近100倍,测量准确度从0.5级提高到了0.2S级,图像检测单元的成本降低了95%以上。     

基于粒子滤波的光学电流互感器信号处理方法研究

有效滤除噪声,提高信噪比（SNR）和测量精度是光学电流互感器(OCT)信号处理的重要环节。介绍了基于法拉第效应的光学电流互感器的基本原理和信噪特性。针对光学电流互感器低信噪比的特性,提出了采用粒子滤波的方法来从时域的角度提高输出信噪比。在被测电流为直流和交流两种情况下,分别建立合适的滤波动态空间模型,选择合适的参数后采用裂变自举粒子滤波算法（FBPF）在Matlab上进行两种情况下的仿真验证,结果表明粒子滤波算法能够有效地提高输出信噪比和测量精度。     

提高光学电流互感器准确度的组合方法

根据光学电流互感器(OCT)的数学模型，得出了OCT的系统特性方框图，论证了OCT具有开环控制特性，本身难以达到测量的高精度，为此文中提出了一种新型的自适应OCT。以稳态电流参考模型和OCT为基础，应用自适应Kalman理论和小波理论，构成了模型参考自适应控制系统，消除了温度、应力等因素对OCT的影响，因而综合提高了暂态和稳态测量准确度。经实验室验证后的自适应OCT已在河北省保定市某变电站挂网试运行，在现场实际环境中进一步对自适应OCT和自适应算法进行了验证，证明了自适应OCT具有优良的性能和自适应控制及算法的正确性。     

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。     

高电压环境下的温度测量及补偿方法研究

针对高电压、强磁场环境中的温度测量,提出了基于光纤温度传感器的温度测量方案,设计了新型的光纤温度传感器,通过双波长光源和补偿回路的设计,提高了测量精度和稳定性。理论证明和多次试验验证表明,该方案能够实现精度较高的温度测量,并且具有绝缘性好、抗电磁干扰能力强、成本低、体积小、便于安装等优点。