光纤传输有源光电电流互感器总体设计

文章研究了全光纤电流互感器的结构,阐述了几种国际上主流的光学电流互感器的研究方向,比较分析了非干涉型电流互感器、sagnac型电流互感器以及普遍采用的反射式结构电流互感器、新型反射式全光纤电流互感器结构的优缺点。对今后进一步进行全光纤电流互感器的实用化研究具有一定的意义。

本文介绍了光纤电流传感器的技术发展,光纤电流传感器的分类、测量原理及优缺点,以及相关专利申请分析。

为了使光纤电流互感器具有快速、准确地测量出电流值的能力,本文在分析法拉第电磁感应效应的偏振调制型全光纤电流互感器的基础上引入双光路检测法,将光纤中输出的线偏振光分成振动方向相互垂直、传播方向成一定夹角的两束光。经光信号转换器转换成电信号后系统对其进行放大、滤波处理后得到无噪正弦波信号,结合tms320f28335测试平台对输出的两路信号进行同步采集、解调,通过运算求出法拉第旋转角,并拟合法拉第旋角与参考电流值得出两者关系式,最终使测量系统能够在高压环境下快速、准确地测量电流值。由此可见,本系统适用于高压环境下对大电流进行检测。

光电式电流互感器是一种集光纤传感技术、光电技术、非线性光学及信号处理等多个学科的理论和应用于一体的新型互感器。本文介绍了国内外光电式电流互感器的发展情况,系统地研究了光电式电流互感器的工作原理及现场应用中需要解决的技术难点问题。

分析了全光纤电流互感器(afoct)光纤元件的双折射来源和影响,针对其应力加载特征,提出一种适用于系统的光纤双折射参数测量方法。测量基于研究双折射对偏振态的调制情况,在邦加球上分析传输光偏振态随不同光程的演化轨迹,可获得待测光纤椭圆双折射参数,相对误差在2.85%以内。验证实验说明基于测量结果的变比估计相对偏差1.08%。该方法准确度优于传统方法,装置结构简单易于实现。由传感光纤双折射测量结果可推导afoct系统的变比,也可作为温度、振动补偿实验的依据。本方法可作为设计制作afoct系统过程中的一个有力的参考。

全光纤电流互感器技术验收成功 3月6日，由中国电科院承担的国家电网公司科技工程“500kv相位调制型全光 纤电流互感器关键技术研究”顺利通过公司科技部组织的验收。验收专家组在听 取工程汇报后，对研究成果给予了高度评价，并一致同意工程通过验收。 2007年，为克服输电线路串联补偿高压平台恶劣电磁环境对串补测量回路的影 响，提高串补可靠性，鉴于光纤电流互感器具有安全性能好、抗电磁干扰能力强、 动态范围宽、响应快、成本低、寿命长、环境适应能力强等优点，中国电科院开 始进行全光纤电流互感器的研发。 2008年完成实验室样机，2009年正式获得公司科技立项。经过两年的研发，已 全面掌握全光纤电流互感器核心技术，完成500kv相位调制型全光纤电流互感器 样机研制工作，并顺利通过型式实验。样机测量精度可达0.2s级，进入世界先 进行列。在此基础上，完成光纤电流互感器产品系列化研制，包括

根据0.2级的全光纤电流互感器系统测量精度要求,在方波和正弦波两种常用的调制解调模式下,文中分析了光纤λ/4波片制作或应用中容许的误差范围。发现最大熔接角允许误差与最大相位延迟允许误差近似成二次曲线的关系。在方波和正弦波调制模式下,当相位延迟误差或熔接角度误差为零时,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别为1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流i的增大而增大,其变化率较小,分别为1.32×10-6(o/a)、2.54×10-6o/a;而在正弦波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流的增大而减小,其变化率较小,分别-4×10-6(o/a)、-7.6×10-6(o/a).

通过分析光源功率、中心波长、传感光纤verdet常量,以及闭环光纤电流互感器变比之间的关系,结合测试数据,证明了中心波长漂移是光源功率衰减引起闭环互感器变比变化的主要原因.提出了一种通过提取光路干涉结果中直流信息,修正闭环互感器数字输出的方法,实现光源功率衰减引起的互感器变比误差补偿.实验结果表明,在出光功率衰减程度相同的情况下,闭环互感器变比变化量从补偿前的1.53%降低到了补偿后的0.45%.

光电电流互感器是电力系统的重要设备,其电压信号的幅度和相位直接体现了被测电力母线中的电流大小和相位。为精确显示被测电流的大小及相位,采用先进的信号处理技术及单片机技术,设计了专用显示仪表。试验结果表明此仪表满足0.2级光电电流互感器要求,具有精度高、可靠性好、使用方便的优点。

介绍了一种光电电流互感器的基本原理。针对传统互感器的不足,提出了全新的设计方案,使用分流器作为传感头,配以数字化处理电路,采用了光供电和光纤传输数据,并同时给出模拟和数字两种输出。初步试验表明,该方案切实可行。这种互感器动态性能好,在体积、重量和造价方面优势明显,有望在直流输电中获得应用。

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。

由考虑相位延迟的光纤四分之一波片以及存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵分别推导出二者单独以及同时受温度影响的光纤电流互感器的理论输出模型,对比传统的电流解调公式,得到单独以及同时针对四分之一波片相位延迟和传感光纤双折射的修正的电流解调公式,理论上修正后的电流解调公式可以减小系统测量精度的温度漂移问题。

ct设计计算说明 i1n-----额定一次电流 i2n-----额定二次电流 as----铁芯截面积;cm2 lc----平均磁路长;cm nk----控制匝数 nl----励磁匝数 r2-----二次绕组的电阻 l2*n2 r2=ρ55，ω s2 式中ρ55-----导线在55℃时的电阻系数,ω·mm2/m，铜导线ρ55=0.02;ρ75=0.0214 l2-------二次绕组导线总长,m; n2-------二次绕组匝数; s2--------二次绕组的导线截面积,mm2。 x2----二次绕组的漏电抗;x2选取 当i1n≤600a时x2≈0.05～0.1ω i1n≥600a时x2≈0.1～0.2ω z2----二次绕组组抗z2=√r22+x22 u2----二次绕组组抗压降u2=i0×z2;v

电流互感器磁心设计 电流互感器磁心设计 1引言 电流互感器（currenttransformer）属于通称为仪表变压器（instrument rtansformer）一类。它们的主要用途是用作测量或控制不同的电路。例如，它可以将高压、 大电流变换成可以方便地进行测量的小电流，用以扩大电流表的量程；用于功率电路的过电流或 欠电流保护；和继电器配合使用，可以保护电路免受损害；在自动控制电路中，可用其取得控制 用的电流信号。图1所示在逆变器和变换器的电源电路中，以多匝数的次级的低电流来测量过电 流或欠电流或峰电流以及平均电流的电流互感器。 因为电流互感器的次级电流是以初级电流按匝比产生的。由图1可见，初级绕组与被测量的电源 电流以串联方式连接，次级绕组按常规连接到仪表，继电器或负载电阻上。 为了电流互感器能够在最佳状态下工作，必须满足以下条件： a

新泸定变电站是上海电网首座220kv智能化变电站，该站采用多项新技术，使得传统的运行模式得以改变。其中光纤式电流互感器就是第一次应用于上海220kv电网，由于采用安培定律及法拉第磁光效应，具有显著特点，简要介绍了其工作原理。以新泸定变电站1lokv线路、分段和主变1lokv间隔使用的光纤式电流互感器为例，结合准确度试验数据及合并单元实测电流值，并对互感器的电气单元进行了分析。

介绍了采用柔性全光纤电流互感器(ffoct)的发电机保护总体方案和系统结构以及ffoct结构和工作原理.详细介绍了ffoct的关键技术难题并给出了对应的解决方案:采用旋转高双折射(spunhi-bi)光纤制作可现场缠绕在导体周围的传感光缆,并对采用spunhi-bi光纤的ffoct的电流检测灵敏度和抵御外界干扰的能力进行了理论分析;采用四态方波调制和阶梯波反馈的全数字双闭环解调方案改善ffoct动态范围、测量精度以及系统的长期稳定性.测试结果表明研制的ffoct满足测量0.2级、保护5tpe的精度要求.最后简单介绍了用于观音岩水电站发电机保护的ffoct的现场安装与应用情况.

叙述了采用集成光学调制器的光纤电流互感器的工作原理。在此基础上分析了集成光学调制器调制系数随温度变化对光纤电流互感器测量精度的影响,对其产生的测量误差进行了仿真。在四态波调制的基础上,提出了对调制系数引起的调制通道增益变化进行补偿的反馈控制方法,有效降低了调制系数变化引起的测量误差。试验结果与理论分析一致,表明该方法有效。该方法同时还可以有效减小调制器调制系数随时间长期变化对光纤电流互感器测量精度的影响。

电流互感器是电网最普遍、最基本的高压设备之一，其职能是对电网中最基本的物理量--电流进行测量，作为电网的“眼睛”它肩负着两个重要的使命。

BH系列电流互感器

RCT型电流互感器

电流互感器 (4)

1.电流互感器铭牌上额定电流比的含义是什么? 答：额定电流比系指一次额定电流与二次额定电流之比。通常用不约分的分数表示。所 谓额定电流就是在这个电流下互感器可以长期运行而不会同发热损坏。 2.何为电流互感器的准确等级? 答：电流互感器变换电流存在着一定的误差，根据电流互感器在额定工作条件下所产生 的变比误差规定了准确等级。0.l级以上电流互感器主要用于试验，进行精密测量或者作为 标准用来校验低等级的互感器，也可以与标准仪表配合用来校验仪表，常被称为标准电流互 感器;0.2级和0.5级常川来连接电气计量仪表;3级及以下等级电流互感器主要连接某些继电 保护装置和控制设备。 3.电流互感器的极性标志是怎样规定的? 答：极性标志有加极性和减极性，常用的电流互感器一般都是减极性，即当使一次电流 自l1端流向l2。时，二次电流自k1端流出经外部回路到