光源功率衰減閉環(huán)光纖電流互感器變比影響

文章研究了全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu),闡述了幾種國際上主流的光學(xué)電流互感器的研究方向,比較分析了非干涉型電流互感器、sagnac型電流互感器以及普遍采用的反射式結(jié)構(gòu)電流互感器、新型反射式全光纖電流互感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。對今后進(jìn)一步進(jìn)行全光纖電流互感器的實(shí)用化研究具有一定的意義。

為了更好的獲取基于法拉第效應(yīng)的光纖電流互感器中的微弱光信號提出了光纖電流互感器中的繞制光纖系統(tǒng)研究.系統(tǒng)將傳感光纖繞制在直導(dǎo)線上,把激光通過起偏器之后耦合進(jìn)入傳感光纖,當(dāng)在導(dǎo)線上加載電流時(shí),通過功率計(jì)測量輸出光信號的功率,運(yùn)用法拉第效應(yīng)中的微弱偏轉(zhuǎn)量確定流過導(dǎo)線的電流大小,實(shí)現(xiàn)了利用旋光效應(yīng)測量高壓輸電線電流的研究.實(shí)驗(yàn)中,通過比較單模光纖與多模光纖對線偏振光的消偏振影響得出,單模光纖更適合于作為本研究的傳感材料;同時(shí)改變單模光纖繞制半徑得出,光纖繞制半徑越小線偏振光通過光纖以后消偏越嚴(yán)重,即雙折射效應(yīng)對測量精度影響越大;但受到導(dǎo)線直徑大小及其周圍磁場強(qiáng)度的影響,隨著光纖繞制半徑的增大,雙折射效應(yīng)對系統(tǒng)的影響先減小后增大,呈開口向上的拋物線形式.

為了使光纖電流互感器具有快速、準(zhǔn)確地測量出電流值的能力,本文在分析法拉第電磁感應(yīng)效應(yīng)的偏振調(diào)制型全光纖電流互感器的基礎(chǔ)上引入雙光路檢測法,將光纖中輸出的線偏振光分成振動(dòng)方向相互垂直、傳播方向成一定夾角的兩束光。經(jīng)光信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號后系統(tǒng)對其進(jìn)行放大、濾波處理后得到無噪正弦波信號,結(jié)合tms320f28335測試平臺對輸出的兩路信號進(jìn)行同步采集、解調(diào),通過運(yùn)算求出法拉第旋轉(zhuǎn)角,并擬合法拉第旋角與參考電流值得出兩者關(guān)系式,最終使測量系統(tǒng)能夠在高壓環(huán)境下快速、準(zhǔn)確地測量電流值。由此可見,本系統(tǒng)適用于高壓環(huán)境下對大電流進(jìn)行檢測。

高壓電流互感器變比分析

文章針對縣級供電部門工作人員在實(shí)踐中由于多種原因不能正確配置電流互感器變比,造成計(jì)量失準(zhǔn)或燒毀現(xiàn)象,提出了應(yīng)用單相、三相供電用電設(shè)備電流算法及快速簡易算法,以杜絕設(shè)備和量器的損壞,保證企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)正常開展。

介紹了在工程上常用的測量零序電流互感器變比的方法,從理論上分析了這種測量方法的可行性

文章介紹了在工程上常用的測量零序電流互感器變比的方法,并且從理論上分析了這種測量方法的可行性

電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，由閉合的鐵心和繞組組成。它是一種變壓器，電力系統(tǒng)供測量儀器，儀表和繼電保護(hù)等電器采樣使用的重要設(shè)備。串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，始終是閉合的，當(dāng)電網(wǎng)電壓和電流超過一定量值時(shí)，電能表和其他測量儀表及繼電保護(hù)裝置必須經(jīng)過互感器接入電網(wǎng)，才能實(shí)現(xiàn)正常測量和保護(hù)電力設(shè)備的安全。文章就電流互感器檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法進(jìn)行分析。

10kv電流互感器變比的選擇 在10kv配電所設(shè)計(jì)的過程中，10kv電流互感器變比的選擇是很重要的，如 果選擇不當(dāng)，就很有可能造成繼電保護(hù)功能無法實(shí)現(xiàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)不能通過等問 題，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。10kv電流互感器按使用用途可分為兩種，一為 繼電保護(hù)用，二為測量用;它們分別設(shè)在配電所的進(jìn)線、計(jì)量、出線、聯(lián)絡(luò)等柜內(nèi)。 在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)在配變電所設(shè)計(jì)中，電流互感器變比的選擇偏小的現(xiàn)象 不在少數(shù)。例如筆者就曾發(fā)現(xiàn)：在一臺630kva站附變壓器(10kv側(cè)額定一次電流 為36.4a)的供電回路中，配電所出線柜內(nèi)電流互感器變比僅為50/5(采用gl型過 電流繼電器、直流操作),這樣將造成電流繼電器無法整定等一系列問題。 對于繼電保護(hù)用10kv電流互感器變比的選擇，至少要按以下條件進(jìn)行選擇: 一為一次側(cè)計(jì)算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例;二為按繼

工程中常見的多變比高壓電流互感器可通過改變一次繞組串并聯(lián)連接方式以及二次繞組抽頭的選擇進(jìn)而改變變比。通過對高壓電流互感器變比的分析,有助于工程技術(shù)人員對多變比高壓電流互感器概念的理解,同時(shí)也有助于現(xiàn)場工作人員從外觀辨識一次繞組串并聯(lián)方式。

分析了全光纖電流互感器(afoct)光纖元件的雙折射來源和影響,針對其應(yīng)力加載特征,提出一種適用于系統(tǒng)的光纖雙折射參數(shù)測量方法。測量基于研究雙折射對偏振態(tài)的調(diào)制情況,在邦加球上分析傳輸光偏振態(tài)隨不同光程的演化軌跡,可獲得待測光纖橢圓雙折射參數(shù),相對誤差在2.85%以內(nèi)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)說明基于測量結(jié)果的變比估計(jì)相對偏差1.08%。該方法準(zhǔn)確度優(yōu)于傳統(tǒng)方法,裝置結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)。由傳感光纖雙折射測量結(jié)果可推導(dǎo)afoct系統(tǒng)的變比,也可作為溫度、振動(dòng)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。本方法可作為設(shè)計(jì)制作afoct系統(tǒng)過程中的一個(gè)有力的參考。

全光纖電流互感器技術(shù)驗(yàn)收成功 3月6日，由中國電科院承擔(dān)的國家電網(wǎng)公司科技工程“500kv相位調(diào)制型全光 纖電流互感器關(guān)鍵技術(shù)研究”順利通過公司科技部組織的驗(yàn)收。驗(yàn)收專家組在聽 取工程匯報(bào)后，對研究成果給予了高度評價(jià)，并一致同意工程通過驗(yàn)收。 2007年，為克服輸電線路串聯(lián)補(bǔ)償高壓平臺惡劣電磁環(huán)境對串補(bǔ)測量回路的影 響，提高串補(bǔ)可靠性，鑒于光纖電流互感器具有安全性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、 動(dòng)態(tài)范圍寬、響應(yīng)快、成本低、壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，中國電科院開 始進(jìn)行全光纖電流互感器的研發(fā)。 2008年完成實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，2009年正式獲得公司科技立項(xiàng)。經(jīng)過兩年的研發(fā)，已 全面掌握全光纖電流互感器核心技術(shù)，完成500kv相位調(diào)制型全光纖電流互感器 樣機(jī)研制工作，并順利通過型式實(shí)驗(yàn)。樣機(jī)測量精度可達(dá)0.2s級，進(jìn)入世界先 進(jìn)行列。在此基礎(chǔ)上，完成光纖電流互感器產(chǎn)品系列化研制，包括

敘述了采用集成光學(xué)調(diào)制器的光纖電流互感器的工作原理。在此基礎(chǔ)上分析了集成光學(xué)調(diào)制器調(diào)制系數(shù)隨溫度變化對光纖電流互感器測量精度的影響,對其產(chǎn)生的測量誤差進(jìn)行了仿真。在四態(tài)波調(diào)制的基礎(chǔ)上,提出了對調(diào)制系數(shù)引起的調(diào)制通道增益變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆答伩刂品椒?有效降低了調(diào)制系數(shù)變化引起的測量誤差。試驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致,表明該方法有效。該方法同時(shí)還可以有效減小調(diào)制器調(diào)制系數(shù)隨時(shí)間長期變化對光纖電流互感器測量精度的影響。

根據(jù)0.2級的全光纖電流互感器系統(tǒng)測量精度要求,在方波和正弦波兩種常用的調(diào)制解調(diào)模式下,文中分析了光纖λ/4波片制作或應(yīng)用中容許的誤差范圍。發(fā)現(xiàn)最大熔接角允許誤差與最大相位延遲允許誤差近似成二次曲線的關(guān)系。在方波和正弦波調(diào)制模式下,當(dāng)相位延遲誤差或熔接角度誤差為零時(shí),光纖λ/4波片的最大熔接角允許誤差和最大相位延遲允許誤差分別為1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波調(diào)制模式下,光纖λ/4波片的最大熔接角允許誤差和最大相位延遲允許誤差分別隨傳感電流i的增大而增大,其變化率較小,分別為1.32×10-6(o/a)、2.54×10-6o/a;而在正弦波調(diào)制模式下,光纖λ/4波片的最大熔接角允許誤差和最大相位延遲允許誤差分別隨傳感電流的增大而減小,其變化率較小,分別-4×10-6(o/a)、-7.6×10-6(o/a).

介紹了一種可以用于在線測量、實(shí)時(shí)安裝、拆卸的開合式光纖電流互感器方案。在傳感頭開啟過程中,利用傳感頭內(nèi)部一段橡膠骨架的彈性產(chǎn)生均勻變形,使繞制在上面的光纖應(yīng)力變化較小。為了保證互感器的溫度穩(wěn)定性,傳感頭內(nèi)部骨架主要為石英材料,由于石英骨架加工的誤差比較大,所以采用長圓孔的支架將其固定在傳感頭結(jié)構(gòu)上。信號處理部分基于全數(shù)字閉環(huán)檢測,采用方波調(diào)制方案,并通過數(shù)字階梯波反饋實(shí)現(xiàn)閉環(huán)檢測。在開合過程后對開合式互感器進(jìn)行測試分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)的變比穩(wěn)定性可以達(dá)到了0.5%的精度,可以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

由考慮相位延遲的光纖四分之一波片以及存在雙折射的傳感光纖的瓊斯矩陣分別推導(dǎo)出二者單獨(dú)以及同時(shí)受溫度影響的光纖電流互感器的理論輸出模型,對比傳統(tǒng)的電流解調(diào)公式,得到單獨(dú)以及同時(shí)針對四分之一波片相位延遲和傳感光纖雙折射的修正的電流解調(diào)公式,理論上修正后的電流解調(diào)公式可以減小系統(tǒng)測量精度的溫度漂移問題。

介紹了電流互感器變比現(xiàn)場測量的2種方法,即電流比對法和電壓比對法。給出了用電壓比對法測量電流互感順變比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與變比計(jì)算結(jié)果及誤差,提出電壓比對法是測量電流互感器變比的一種先進(jìn)的、簡單實(shí)用的試驗(yàn)方法。

介紹了采用柔性全光纖電流互感器(ffoct)的發(fā)電機(jī)保護(hù)總體方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及ffoct結(jié)構(gòu)和工作原理.詳細(xì)介紹了ffoct的關(guān)鍵技術(shù)難題并給出了對應(yīng)的解決方案:采用旋轉(zhuǎn)高雙折射(spunhi-bi)光纖制作可現(xiàn)場纏繞在導(dǎo)體周圍的傳感光纜,并對采用spunhi-bi光纖的ffoct的電流檢測靈敏度和抵御外界干擾的能力進(jìn)行了理論分析;采用四態(tài)方波調(diào)制和階梯波反饋的全數(shù)字雙閉環(huán)解調(diào)方案改善ffoct動(dòng)態(tài)范圍、測量精度以及系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性.測試結(jié)果表明研制的ffoct滿足測量0.2級、保護(hù)5tpe的精度要求.最后簡單介紹了用于觀音巖水電站發(fā)電機(jī)保護(hù)的ffoct的現(xiàn)場安裝與應(yīng)用情況.

電流互感器是電網(wǎng)最普遍、最基本的高壓設(shè)備之一，其職能是對電網(wǎng)中最基本的物理量--電流進(jìn)行測量，作為電網(wǎng)的“眼睛”它肩負(fù)著兩個(gè)重要的使命。

反射式光纖電流互感器是建立在光波偏振理論基礎(chǔ)上的光學(xué)精密儀器,光波線偏振態(tài)與圓偏振態(tài)相互轉(zhuǎn)化過程中/4波片、光纖感應(yīng)頭、反射鏡等關(guān)鍵部件均會導(dǎo)致光波偏振誤差。非理想的光波偏振特性引起光波偏振態(tài)隨機(jī)耦合誤差,造成偏振光波之間的串?dāng)_,導(dǎo)致光纖電流互感器測量精度誤差。針對光纖電流互感器光波線偏振態(tài)與圓偏振態(tài)相互轉(zhuǎn)化過程中的光波偏振誤差特性,采用龐加萊球理論及jones矩陣建立光纖電流互感器光波偏振模型,分析光纖電流互感器中線偏振態(tài)及圓偏振態(tài)演變過程;以光纖電流互感器光波偏振模型為基礎(chǔ),研究/4波片、90°相位延遲、傳感光纖雙折射、反射相位等主要環(huán)節(jié)對光纖電流互感器測量精度及線性度的影響,仿真并量化各種誤差對r-foct性能的影響。

分析了一起由人為更換電流互感器導(dǎo)致有功電能值計(jì)量存在偏差,提出了不同ct變比的公共變比計(jì)算方法,采用計(jì)算得到的ct公共變比實(shí)現(xiàn)對有功電能值的正確計(jì)算。提出了在用電信息采集數(shù)據(jù)終端中增加電流互感器更換自動(dòng)判斷及公共變比自動(dòng)計(jì)算功能,闡述了該功能具體實(shí)現(xiàn)方法,實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載消耗的有功電能值進(jìn)行正確的計(jì)量。

新瀘定變電站是上海電網(wǎng)首座220kv智能化變電站，該站采用多項(xiàng)新技術(shù)，使得傳統(tǒng)的運(yùn)行模式得以改變。其中光纖式電流互感器就是第一次應(yīng)用于上海220kv電網(wǎng)，由于采用安培定律及法拉第磁光效應(yīng)，具有顯著特點(diǎn)，簡要介紹了其工作原理。以新瀘定變電站1lokv線路、分段和主變1lokv間隔使用的光纖式電流互感器為例，結(jié)合準(zhǔn)確度試驗(yàn)數(shù)據(jù)及合并單元實(shí)測電流值，并對互感器的電氣單元進(jìn)行了分析。