光纤电流传感器的工作原理及应用

基于法拉第效应的光纤电流传感器与传统的电流互感器相比,具有许多优点。文章回顾了光纤电流传感器的开发历程．介绍了现有各种光纤电流传感器的工作原理、分类以及在国外的应用情况,展示了光纤电流传感器在电力系统中广阔的应用前景。     

高精度瞬态大电流光纤传感器的研究

本文详细叙述了偏振调制式光纤传感器的工作原理，提高了高精度瞬态大电流光纤传感器的设计方法。测试表明光纤传感器具有较好的重复性和线性度，光纤传感器系统精度可达０．２％。     

光纤电流传感器窄带加窗信号处理系统

针对光纤电流传感器由于环境因素的变化,从而导致传感器信号噪声较大的问题,提出了基于频域窄带加窄理论的信号处理系统。文中详细描述了频域窄带窗算的特性并对其进行了Furier分析。该系统能实现1Hz的窄带滤波,实验中对普通光纤电流传感器的采集数据进行了窄带加窗信号处理,结果表明该系统能够有效地提高光纤电流传感器的输出信噪比。     

应用保偏光纤的电流传感器远程检测系统

针对传统光纤电流传感器不能进行远程检测缺点,提出一种基于保偏光纤的电流传感器远程检测系统,对对其设计原理进行详细的分析和讨论。实验表明,该套系统能从根本上解决光纤电流传感器的远程检测应用问题,能够准确有效地进行高强电流的远程实时检测。     

基于TMR的微型非接触式高压电流传感器

电力系统传感器的智能化、微型化、便于安装免维护是未来发展的趋势。磁电阻效应作为电流测量的一种新技术,其微小的器件尺寸以及测量手段带来了大幅缩小电力系统电流传感器体积的可能,同时有助于实现便利的带电安装。因此,此处在研究和对比国内外几种主流的电流测量原理以及电力系统测量技术后,提出了两种基于隧道磁电阻（TMR）的电流测量方法,在此基础上设计了一种安装便捷、高可靠的基于TMR的非接触式高压电流传感器,并进行实验分析验证其测量效果。     

全光纤电流传感器在智能电网中的应用

在智能电网时代,传统的电流互感器已经不能满足其信息化、数字化等要求.全光纤电流传感器已经逐步显示其无法比拟的优越性.本文比较了传统电流互感器和全光纤电流传感器的性能.介绍了全光纤电流传感器的基本原理,分析了光纤中线性双折射产生的因为及其对测量结果的影响.讨论了消除和解决光纤中线性双折射的方法,其中较为有效的方法是采用S...     

污秽绝缘子泄漏电流光纤传感器的设计

本文分析了污秽绝缘了泄漏电流的特点和光纤信号传输的特点，提出了污秽绝缘子泄漏电流光纤传感器的设计方法。     

用于绝缘子串泄漏电流测量的光纤电流传感器

针对当前绝缘子串泄漏电流测量过程中存在的电磁干扰问题,该文利用光电转换和光信号稳定性,设计并制作了一套基于发光二极管(LED)的光纤电流传感器装置,分析了光纤电流传感器的输出特性。利用标准波对传感器进行了标定,采用逐渐加压法监测绝缘子串的泄漏电流,实验室试验研究表明:该光纤电流传感器可以实现选择性的测量泄漏电流的正半周波或者负半周波,具有抗干扰能力强、线性度高、测量精度高等特点,可以满足对泄漏电流测量的基本要求。     

对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器的直流特性

全光纤电流传感器提供了一种先进的非接触电流测量技术,由其良好的抗干扰性能等优点引起了广泛关注。然而,基于法拉第磁光效应的全光纤电流传感技术在绝缘诊断等领域的应用受到了很大的限制,主要原因是这种传感器技术在测量小电流信号时缺乏稳定性和可靠性。针对此问题,首先设计并建立了对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器实验系统,基于此实验系统对30 m A~6 A的直流电流进行测试,在此基础上研究法拉第磁光偏转角随测试电流的变化规律。然后应用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的光纤传感系统的传输场进行模拟仿真,得到对称螺旋嵌套型全光纤电流传感器对法拉第磁光效应的响应度,发现这种结构与传统全光纤结构相比可提高灵敏度600倍左右。最后将实验结果与仿真结果进行对比分析,并研究了对称螺旋嵌套型结构的特性。结果表明,对称螺旋嵌套型全光纤小电流传感器可准确测量30 m A以上的小电流,解决了全光纤电流传感器无法准确测量10 A以下小电流的技术难题。未来将基于所建立的实验系统对传感器的潜在应用进行进一步的探索。     

直线型、螺线管嵌套型及多光路反射式光纤电流传感器结构设计与仿真

小信号测量领域特别是局部放电检测中,全光纤电流传感器在灵敏度方面存在较大问题,针对该问题进行了研究。首先给出了光纤模型中Faraday旋光效应的经典理论解释,并对折射率表达式进行了修正,在此基础上设计了传统直线型、螺线管嵌套型和多光路反射式等3种光纤电流传感器结构。然后使用COMSOL多模场耦合仿真软件对所设计的3种光纤传感系统的传输场进行了计算仿真和对比分析,结果表明螺线管嵌套型全光纤电流传感器和多光路反射式光纤电流传感器的灵敏度分别比传统直线型光纤电流传感器高1 000倍和600倍以上。最后对所设计的2种新型传感器性能关系进行了分析,结果表明螺线管嵌套型光纤电流传感器加工精度要求不高,传感光纤的安装位置对测试结果影响不大;多光路反射式光纤电流传感器加工精度要求很高,传感头的安装位置对测试结果影响不大。综上所述2种新型传感器均使灵敏度得到极大改善,且在实验测试中即使传感头位置变化对测试结果也影响不大。未来将依据所设计的系统对传感器的潜在应用进行进一步的实验研究。     

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。     

一种基于光学互感器的全数字电能计量系统

论述了一种新研制的基于光学互感器、合并单元等组成的全数字电能计量系统,并从构成和技术性能等方面,对该系统与传统电能计量系统进行了分析比较;且给出了该系统接入220kV输电线路的实现具体方案。近两年的试运行及与传统电能计量系统的比较表明,该系统计量电能的准确度较高,工作性能稳定可靠,具有良好的推广应用前景。     

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。     

电流互感器中的相位补偿技术

在电力系统中,电子式电流互感器已被广泛应用于电流测量,为了解决精确测量小电流(小于1 000A)这一国际公认的难题,设计一种新型的电子式电流互感器.针对新型电流互感器传感头的特点,对传感头部分各环节所引入的相位差进行分析研究,根据传感头分析结果设计出一种实用的相位补偿电路,并给出其仿真结果及试验结果.结果表明其精度完全能达到国标0.2级标准.     

电子式电流互感器的研究及应用

传统的电磁式电流互感器难以满足新一代电力系统数字化、网络化发展的需要,电子式电流互感器是未来电力工作电流测量发展的趋势。本文对有源型电子式电流互感器的基本原理进行了阐述,并介绍了压频转换式电流互感器和A／D转换式电流互感器的优点以及在数字化变电站上的应用。     

基于数字积分算法的电子式电流互感器传变特性

电子式电流互感器是电力系统中用于电能计量、测量和继电保护的重要设备之一,文章以Rogowski线圈电子式电流互感器为例,对常用的矩形、梯形、Simpson和双线性变换积分算法进行比较分析,全面评估不同积分算法可能对其传变特性的影响。首先,基于电子式电流互感器等效电路和积分算法分别获取其传递函数;其次,通过各个环节幅频和相频特性分析,获取并比较了含不同积分算法的电子式互感器整体的频带特性;最后,以某实际110 k V变电站用电子式电流互感器参数为例,针对稳态和动态信号不同输入情况下,对含不同积分算法的电子式互感器传变特性进行仿真。结果表明:不同积分算法的互感器均有良好的频带特性和稳态传变特性,但在动态特性跟踪以及抗干扰能力方面则具有较为明显差别。     

数字调制式一体化光纤电力传感器的研究

提出了数字调制式一体化光纤电力传感器 ,应用罗氏线圈作为电流检测单元 ,精密电容分压器作为电压检测单元 ,自具型电源直接从系统提取电能为高电位端的数字处理单元供电 ,测量信息由光纤传到地电位端。整机准确度可达到 0 .5 % ,用做系统保护时 ,在很大的测量范围内可以保持较高的精度。系统体积小、成本低 ,不受外界干扰 ,可与微机直接相连 ,是电器智能化系统理想的检测单元。     

应用光纤Bragg光栅的新型直流电流测量方法

光学电流互感器因具有许多传统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,但目前国内应用于直流测量的研究报道较少。为此基于光纤Bragg光栅的应变敏感性和磁性材料的磁致伸缩效应,提出了一种新型直流电流测量方法。在详细分析超磁致伸缩材料(GMM)调制光纤光栅时存在的磁滞非线性以及测量精度的温漂问题后,通过施加合适的偏置磁场、预压应力,改善了磁滞非线性特性,利用光纤Bragg光栅的可串联特性设计温度补偿系统,解决了温漂问题,实现了光纤Bragg光栅(FBG)波长漂移量与轴向应变量的线性调谐关系,并以此设计了实验样机。实验表明,该装置具有结构简单、线性度好、灵敏度高等特点。该方法为高压直流输电电流检测提供了一种新的有效手段。     

电子电流互感器高压侧电源方案研究

针对高压侧电源一直制约有源型高压电子电流互感器连续稳定运行的问题 ,提出一种新的电源设计方案 ,使互感器在高压停电状态和小电流状态下均能连续稳定运行。新电源方案综合了电磁感应供电方式和锂离子电池供电方式的优势 ,具有电源电压质量高、工作环境温度范围宽、寿命长等特点 ,是解决目前有源型高压电子电流互感器高压侧电源问题的有效方案     

基于Rogowski线圈电子式电流互感器的研究

简要介绍电子式电流互感器的类型及发展现状,分析了基于Rogowski线圈电子式电流互感器的工作原理和系统结构,在此基础上给出了具体的设计方案:系统采用激光供电方式,利用Rogowski线圈测量电流信号,经高压侧数据采集系统采样调整后的数据信息以曼彻斯特码格式通过光纤传输到低压侧的合并单元,合并单元在完成数据解码校验之后,将数据信息按以太网格式组帧编码,由以太网口串行发送至二次保护控制设备。同时,对研究过程中存在的问题进行分析,指出下一步研究工作的方向和重点。