基于FPGA/MCU全光纤电流互感器解调系统的设计

阐述了反射式全光纤电流互感器的工作原理,分析了互感器解调系统输出信号的特性,由此设计了全光纤电流互感器的解调系统方案,给出了一种FPGA+MCU的实现方法,研制了全光纤电流互感器的解调系统,并进行了测试验证。测试结果表明,解调系统能够对全光纤电流互感器交流及直流电流信号进行解析,说明解调系统满足全光纤电流互感器的功能要求。     

新型光纤电压互感器信号检测系统的设计

设计了一种新型的基于椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的光纤电压互感器,利用椭圆芯保偏光纤LP01模和LP11偶模间的干涉和石英晶体的逆压电效应来实现被测电压的测量。在阐明互感器工作原理的基础上重点研究了新型电压互感器的信号检测方法,设计了基于主动零差相位跟踪原理的传感器信号检测系统,进行了详细的理论分析,建立了系统的数学模型并利用MATLAB仿真,研究了系统稳定的建立过程,给出了系统的稳态响应和暂态响应的仿真结果。最后通过实验验证了信号检测系统具有良好的实时性和稳定性,证明该方法可以很好地应用于新型光纤电压互感器中。     

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...     

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。     

开合式在线测量大电流的光纤电流互感器

介绍了一种可以用于在线测量、实时安装、拆卸的开合式光纤电流互感器方案。在传感头开启过程中,利用传感头内部一段橡胶骨架的弹性产生均匀变形,使绕制在上面的光纤应力变化较小。为了保证互感器的温度稳定性,传感头内部骨架主要为石英材料,由于石英骨架加工的误差比较大,所以采用长圆孔的支架将其固定在传感头结构上。信号处理部分基于全数字闭环检测,采用方波调制方案,并通过数字阶梯波反馈实现闭环检测。在开合过程后对开合式互感器进行测试分析,实验结果表明系统的变比稳定性可以达到了0.5%的精度,可以满足实际应用的要求。     

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。     

干涉式光纤电流传感器

高压输电线中的电流测量大都采用铁芯式电流互感器。由于铁芯的非线性特性，一次测电流过大或含有高次谐波分量时，会出现磁路饱和现象，使电流互感器二次测电流数值和波形发生失真，从而引起测量精度下降。文中，设计了一种干涉式光纤电流传感器，提出了使用Rogowski线圈进行电流-电压转换，利用压电晶体实现相位调制，用迈克尔逊干涉仪进行相位检测的方法，解决了在高压端无源情况下，由电流转换的电压小的问题，提高了传感器的精度、可靠性和测量范围。     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

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.     

ZWF-12智能分界开关研究

计算机和微电子技术的发展,传统电磁式电流、电压互感器已不能满足现代智能高压开关的要求,采用电子式电流、电压互感器,小功率永磁分闸装置,数字化远动技术;具备测量、单相接地和过流保护功能,是新一代数字化户外高压开关电器产品的发展方向。     

基于MATLAB的变压器空载合闸时励磁涌流仿真分析

利用Matlab中SimPowerSystems及Simulink工具箱建立双侧电源双绕组变压器电力系统的仿真模型,进行空载合闸后三相变压器励磁涌流的仿真,仿真结果清晰、效果明显,可以定性和定量分析变压器的励磁涌流.     

局部热源对电力变压器内部温度分布的影响分析

油浸式电力变压器是电力系统的主要电气设备,其运行可靠性对电力系统的安全运行有重要的影响,在生产、安装及运行等过程中可能会破坏其绝缘结构,导致变压器内部产生局部放电现象甚至击穿。本文以S9-M-100/10型号的油浸式配电变压器为研究对象,仿真分析变压器正常运行、匝间短路及层间短路三种状态下变压器内部电磁场及温度场的分布规律。仿真结果表明,正常状态下变压器铁芯、高低压绕组之间的油隙撑条帘处及高压绕组中间位置的温度较高;存在匝间及层间短路故障时,变压器故障部位的电磁损耗加剧,温度骤升;两种故障对变压器内部温度场的影响不同,且匝间短路故障对其附近温度的影响较明显。分析结果可为解释变压器热性故障及故障分类提供参考。     

互感器的作用与特性分析

互感器通过电磁耦合关系,将一次侧的电能传输到二次侧去,低电压二次系统与高电压一次系统实现电气隔离,提供低电压,小电流信号实现电路控制.笔者提醒：电压互感器二次绕组不能短接,电流互感器二次绕组不能开路.     

电子式电流互感器数据采集系统的研究

为了更好地适应电力计量系统数字化发展的趋势,设计了一种新型的电子式电流互感器数据采集系统。采用高速数字信号处理器(DSP)TMS320F2812芯片,外接14位的AD7894和信号调理电路,为了更好、更快地进行信号传送,DSP和AD7894之间采用光纤传输。给出了A/D控制程序流程图、仿真波形,并分析了测试结果。该系统具有强大功能的芯片和效率更高的软件使系统增强了数据采集和数据传输的速度和精度。该数据采集系统具有低功耗、高性能及良好的电隔离性。试验结果表明,测量精度符合IEC0.2级标准。     

采用激光供能方法的光纤电流互感器

研制了一种新型的电流互感器,高压端采用Rogowski线圈作为电流传感头.传感头输出信号经A/D转换器变成数字量后编码成曼彻斯特码,由塑料光纤发送到低压端,用激光供能的方法为高压端的电子器件提供能源.低压端用D/A转换器恢复母线电流信号.该方法克服了传统电磁式电流互感器的固有缺点,也解决了直接从电力母线获得高压端电子器件工作能量的方法所带来的死区问题,加快了电子式电流互感器的实用化进程.     

LCL谐振型无接触供电系统传输性能研究

无接触供电是物流装备移动供电的新技术,从电路特性、能量损耗和电磁结构3个方面研究了LCL谐振型无接触系统的传输性能。对谐振条件、输出功率和传输效率进行分析,探讨了系统的传导损耗、开关损耗和耦合损耗,仿真研究了U型电磁结构的互感特性,并基于理论研究和系统开发提出了减少系统损耗、改善传输性能的措施。