全光纤电流互感器技术应用评述

介绍了全光纤电流互感器(FOCT)的基础技术原理。阐述了FOCT的抗振动干扰技术、高低温环境适应性、长期稳定性等实用化关键技术,并给出其主要解决途径。总结了FOCT性能检测情况及在国内的应用现状,提出FOCT与GIS、DCB等一次设备的集成安装方式,集成设备将用于新一代智能变电站的建设。分析了FOCT在电能计量、继电保护等应用中的问题,提出一种满足继电保护要求的双采样技术方案。最后,对FOCT的未来技术发展及应用前景进行展望。     

基于DSP全光纤电流互感器系统研究

本文在分析全光纤电流互感器工作原理和信号特性的基础上,提出了使用硬件同步采样技术和加窗插值FFT算法实现电流互感器的信号处理方法.仿真结果表明该设计方法精确高效,并在DSP CPLD硬件平台上得到有效验证.     

全光纤电流互感器研究

介绍了全光纤电流互感器工作原理,分析了光电探测器输出信号的特点,提出了在正弦调制下的数字相关检测方法,消除了光强、调制深度变化的影响,并阐述了测量原理、处理方法以及相关处理电路和软件的设计思路,将数据处理引入的延时缩短到小于300us的范围,提高了响应速度。实验结果表明,最大比差为0．04998％,线性度达到0．9999824,达到了0．2级准确度的要求。     

全光纤电子式电流互感器的原理及应用研究

介绍了有源型和无源型两种典型的电子式电流互感器的工作原理.重点介绍了全光纤电子式电流互感器的技术原理及特点,以及在智能变电站中同GIS组合安装应用方式.     

基于保偏光纤温度传感器的全光纤电流互感器

基于保偏光纤(PMF)的温度双折射效应,提出一种高精度、低成本、传输距离不受限制的反射式PMF温度传感器(TS)。通过与全光纤电流互感器(FOCT)共享光源、传输光缆及信号采集单元实现系统集成,可实现FOCT的远距离无源温度补偿,降低系统成本。完成了样机研制及测试,结果表明,PMF-TS的测温分辨率为0.1℃,测温精度为±0.2℃,响应速度与18B20数字温度传感器一致,响应速度及分辨率优于PT100铂电阻温度传感器,测温精度优于光纤光栅式、拉曼散射式、荧光式光学温度传感器。经温度补偿后,FOCT在-40~70℃温度范围内的比差波动小于±0.2%。     

全光纤式光学电流互感器技术及工程应用

介绍了全光纤电流互感器（FOCT）的基本原理、主要特点,并与罗氏线圈、磁光玻璃式电流互感器进行了较为详细的对比。分析了FOCT的广泛应用对继电保护带来的有利影响,还分析了FOCT在工程应用中所面临的主要问题,并提出了解决措施。     

全光纤电流互感器PID控制算法研究

全光纤电流互感器（FOCT）克服了传统电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,优化动态特性有助于提高全光纤电流互感器保护动作的快速性。全光纤电流互感器的检测电路的带宽限制了系统的闭环带宽。对于采用数字闭环方案的全光纤电流互感器,其带宽限制主要由闭环数字控制算法决定。通过理论分析、仿真及实验验证,表明在闭环控制算法中引入PID控制算法,有效提高了闭环带宽,为全光纤电流互感器在智能电网保护中的推广应用具有重要的意义。     

全光纤电流互感器偏振误差分析

借助琼斯矩阵方法分析并对比了两套具有不同反射镜结构的全光纤电流互感器(AFOCT)系统,计算讨论了系统各传感部件主要参量对零漂、测量准确度的影响。最后,验证了通过对传感光纤引入圆双折射以改善系统输出的方法,并定量给出了为满足IEC60044-标准中0.2S级测量互感器极限误差而加载的圆双折射具体值。     

反射式全光纤电流互感器电磁兼容性能研究

文中介绍了反射式全光纤电流互感器的工作原理,描述了针对电子式电流互感器工作在复杂的强电磁环境中的电磁兼容能力要求,介绍了电子式电流互感器抗电磁干扰措施,最后针对全光纤电子式电流互感器进行了电磁兼容测试,主要包括:射频传导抗扰度测试、静电放电抗扰度测试、浪涌冲击抗扰度测试、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试、阻尼振荡波抗扰度测试。初次试验结果不能完全满足要求,通过相应整改,采用对电源模块、信号板输入电源增加滤波电容、TVS管等元件,对电源线增加磁环,对机箱增加导电弹簧片,机箱内走线合理布局等电磁兼容优化措施,提高互感器的的抗干扰能力,再次测试满足要求。     

数字温控技术在全光纤电流互感器中的应用

针对反射式全光纤电流互感器(OCT)输出随温度漂移的问题,设计了1种新型数字温控算法及电路,在全温(-40~+70℃)下验证了温控方案及温控算法的正确性。试验结果表明:在全温范围内,温控系统可以很好地把互感器光路系统温度控制在25~50℃以内,大大压缩了光纤电流互感器的实际工作温度范围,使电流互感器输出稳定在0.2级以内。     

Sagnac式光纤电流互感器的光波偏振特性建模及误差特性分析

Sagnac式光纤电流互感器要求光波具有特定的偏振特性。起偏器、波片、保偏光纤主轴熔接等因素均会引起光波偏振误差,非理想的偏振光波导致互感器干涉信号串扰。围绕Sagnac式光纤电流互感器偏振误差特性,采用琼斯矩阵建立光纤电流互感器光波偏振模型,分析光纤电流互感器中线偏振态及圆偏振态演变过程;以光纤电流互感器光波偏振模型为基础,研究光波偏振器消光比、保偏光纤主轴熔接角以及波片相位延迟角对光纤电流互感器光波偏振及性能的影响。     

用于相位调制型光纤电流互感器的数字梳状滤波器

传统的相位调制型光纤电流互感器普遍存在噪声电流大、信噪比低、小电流测量能力差的问题。通过比较被测电流和噪声电流不同的频谱特征,提出了一种可实现的数字梳状滤波器,它位于光电转换级之后,信号解调级之前。阐释了这种滤波器的特点,分析了它对被测电流的滤波能力,计算了它的频域和时域特征,并提出了在硬件中实现的方法。通过仿真,对比了不同阶数梳状滤波器的滤波效果、频带宽度以及算法复杂度。在光纤电流互感器硬件中具体实现了这种滤波器,通过对比试验验证了滤波算法的有效性和可行性。     

一种新型全数字闭环光纤电流互感器方案

介绍了一种新型的基于全数字闭环检测的在线Sagnac型光纤电流互感器方案。该检测方案以数字信号处理器（DSP）为核心,采用方波调制方案,并通过数字阶梯波反馈实现闭环检测。文中对闭环互感器的变比计算进行了分析。实验结果表明系统的百分电流误差在-40 ℃～60 ℃温度范围内可以达到0.5％的准确度,且相差小于30′,基本满足了实际应用的要求。     

光纤电流互感器与隔离断路器集成技术研究

文中基于当前行业现状,分析了电子式电流互感器与隔离断路器集成设计的困难与弊端,介绍了新兴的光纤电流互感器的工作原理及组成,并提出了一种将光纤电流互感器与隔离断路器集成的技术思路。结合产品开发实践,研究并给出了从一次侧的高压结构、绝缘密封、光纤绝缘套管,到二次侧的采集单元7相合1机箱的详细设计方案,实现了光纤电流互感器与隔离断路器设备的高度集成、功能整合,解决了电流互感器与隔离断路器集成的行业难题,为智能变电站中的一次设备集成提供了技术参考。最后还用Ansys电场仿真结果和样机型式试验数据证实了集成设计方案既不影响隔离断路器的一次高压绝缘性能,也未降低光纤电流互感器的测量精度,充分体现了该技术的正确性和可行性。     

光纤电流互感器系统的鲁棒控制器设计

为了减少系统增益的不确定性对系统动态性能的影响,笔者根据系统性能指标的要求,利用鲁棒控制理论设计控制器,改善了光纤电流互感器系统的动态性能,提高了系统的鲁棒性。同时分析了光纤电流互感器的闭环检测原理,建立了系统的数学模型。最后,通过计算机仿真对鲁棒控制器进行了仿真验证。仿真结果表明,改进的控制器设计提高了光纤电流互感器的鲁棒性,可使系统在较大范围参数变化时仍具有良好的频率特性和阶跃响应速度。     

光纤电流互感器光学组件寿命研究

针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出光纤电流互感器光学组件的平均激活能约为0.63e V,推算出在正常工作环境下的寿命约为40.89年。     

基于DSP的光纤电流互感器设计研究

为满足现代电力系统高精度测量和电网信息的需求,研究了光纤电流互感器的信号获取、处理、通信及高压侧电源技术,它由ROGOWSKI线圈获取母线电流信号,经积分、数字化处理及电光转换,由光纤传输至远方,DSP数字处理的信号由大屏液晶显示。高压侧电子电路的工作电源由特制小TA获取,铁心采用饱和磁感应强度较低、励磁电流小、导磁率高的合金材料。母线电流>8 A时电源系统能正常供电,测量误差<0.2%,能满足电力系统电流测量的要求。     

全光纤电流互感器现场运行误差特性研究

为分析全光纤电流互感器(FOCT)的误差特性,建立了FOCT在线测试系统,采集FOCT现场运行数据,并与标准电流互感器所测数据进行对比,分析FOCT比差、角差随一次侧电流变化的误差特性。结果表明FOCT角差能够达到0.2S级测量精度,而比差却远不能满足精度要求。     

基于光纤测温法的电流互感器

提出了电流-温度传感新方案,它在解决光纤电流互感器性能不稳定问题上有突出的理论优势。文中建立了电流-温度传感的数学模型,分析了暂态、稳态特性,给出了光纤电流互感器实验装置及测量结果。理论分析及实验测试表明,只要技术措施得当,采用本传感方案实现全光纤电流互感器是可行的。     

闭环光纤电流互感器误差分析与实验研究

介绍了一种电力输变电网络适用的光纤电流互感器,给出了一种基于DSP+FPGA的数字闭环信号检测方法,分析了互感器光路系统主要误差源及其相应抑制措施。依据电子式电流互感器标准IEC 60044-8,设计了互感器样机的各种准确度实验。实验结果表明:在-40～60℃范围内,样机对直流和交流电流的测量变比误差均小于±0.2%;室温条件下,直流电流测量变比误差小于0.1%,系统相位延迟约129.6′;工频电流15次以内谐波测量准确度优于0.2%,51次以内优于0.5%。研制的光纤电流互感器样机计量精度已经达到实用化要求。