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(guó)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(duì)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(hào)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(guò)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(guò)功率計(jì)測(cè)量輸出光信號(hào)的功率,運(yùn)用法拉第效應(yīng)中的微弱偏轉(zhuǎn)量確定流過(guò)導(dǎo)線的電流大小,實(shí)現(xiàn)了利用旋光效應(yīng)測(cè)量高壓輸電線電流的研究.實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)比較單模光纖與多模光纖對(duì)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(guò)光纖以后消偏越嚴(yán)重,即雙折射效應(yīng)對(duì)測(cè)量精度影響越大;但受到導(dǎo)線直徑大小及其周?chē)艌?chǎng)強(qiáng)度的影響,隨著光纖繞制半徑的增大,雙折射效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響先減小后增大,呈開(kāi)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(cè)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(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行放大、濾波處理后得到無(wú)噪正弦波信號(hào),結(jié)合tms320f28335測(cè)試平臺(tái)對(duì)輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行同步采集、解調(diào),通過(guò)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(cè)量系統(tǒng)能夠在高壓環(huán)境下快速、準(zhǔn)確地測(cè)量電流值。由此可見(jiàn),本系統(tǒng)適用于高壓環(huán)境下對(duì)大電流進(jìn)行檢測(cè)。

高壓電流互感器變比分析

文章針對(duì)縣級(jí)供電部門(mén)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(jiǎn)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(kāi)展。

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

文章介紹了在工程上常用的測(cè)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(cè)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(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x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(guò)一定量值時(shí)，電能表和其他測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)裝置必須經(jīng)過(guò)互感器接入電網(wǎng)，才能實(shí)現(xiàn)正常測(cè)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(guò)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(wú)法實(shí)現(xiàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)不能通過(guò)等問(wèn) 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(cè)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(tái)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(guò) 電流繼電器、直流操作),這樣將造成電流繼電器無(wú)法整定等一系列問(wèn)題。 對(duì)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(jiàn)的多變比高壓電流互感器可通過(guò)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(guò)對(duì)高壓電流互感器變比的分析,有助于工程技術(shù)人員對(duì)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(chǎng)工作人員從外觀辨識(shí)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(lái)源和影響,針對(duì)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(cè)量方法。測(cè)量基于研究雙折射對(duì)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(cè)光纖橢圓雙折射參數(shù),相對(duì)誤差在2.85%以?xún)?nèi)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)說(shuō)明基于測(cè)量結(jié)果的變比估計(jì)相對(duì)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(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)。由傳感光纖雙折射測(cè)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(guò)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(guó)電科院承擔(dān)的國(guó)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(guò)公司科技部組織的驗(yàn)收。驗(yàn)收專(zhuān)家組在聽(tīng) 取工程匯報(bào)后，對(duì)研究成果給予了高度評(píng)價(jià)，并一致同意工程通過(guò)驗(yàn)收。 2007年，為克服輸電線路串聯(lián)補(bǔ)償高壓平臺(tái)惡劣電磁環(huán)境對(duì)串補(bǔ)測(cè)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(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，中國(guó)電科院開(kāi) 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(guò)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(guò)型式實(shí)驗(yàn)。樣機(jī)測(cè)量精度可達(dá)0.2s級(jí)，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(duì)光纖電流互感器測(cè)量精度的影響,對(duì)其產(chǎn)生的測(cè)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(duì)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(cè)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(zhǎng)期變化對(duì)光纖電流互感器測(cè)量精度的影響。

根據(jù)0.2級(jí)的全光纖電流互感器系統(tǒng)測(cè)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(cè)量、實(shí)時(shí)安裝、拆卸的開(kāi)合式光纖電流互感器方案。在傳感頭開(kāi)啟過(guò)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(zhǎng)圓孔的支架將其固定在傳感頭結(jié)構(gòu)上。信號(hào)處理部分基于全數(shù)字閉環(huán)檢測(cè),采用方波調(diào)制方案,并通過(guò)數(shù)字階梯波反饋實(shí)現(xiàn)閉環(huán)檢測(cè)。在開(kāi)合過(guò)程后對(duì)開(kāi)合式互感器進(jìn)行測(cè)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(duì)比傳統(tǒng)的電流解調(diào)公式,得到單獨(dú)以及同時(shí)針對(duì)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(cè)量精度的溫度漂移問(wèn)題。

介紹了電流互感器變比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的2種方法,即電流比對(duì)法和電壓比對(duì)法。給出了用電壓比對(duì)法測(cè)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(duì)法是測(cè)量電流互感器變比的一種先進(jìn)的、簡(jiǎn)單實(shí)用的試驗(yàn)方法。

針對(duì)高壓電流互感器需要停電才能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的問(wèn)題,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,設(shè)計(jì)出一種無(wú)需停電即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的高低壓電流互感器變比測(cè)試儀。該系統(tǒng)主要由77e58單片機(jī)和射頻收發(fā)芯片nrf2401、先進(jìn)的數(shù)字電度表電路ade7753構(gòu)成,詳細(xì)地?cái)⑹隽讼到y(tǒng)設(shè)計(jì)原理與軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,最大測(cè)量誤差為-0.08%。

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(duì)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(chǎng)纏繞在導(dǎo)體周?chē)膫鞲泄饫|,并對(duì)采用spunhi-bi光纖的ffoct的電流檢測(cè)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(cè)量精度以及系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性.測(cè)試結(jié)果表明研制的ffoct滿足測(cè)量0.2級(jí)、保護(hù)5tpe的精度要求.最后簡(jiǎn)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(chǎng)安裝與應(yīng)用情況.

09-光纖電流互感器及其在線測(cè)溫方法

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(duì)電網(wǎng)中最基本的物理量--電流進(jìn)行測(cè)量，作為電網(wǎng)的“眼睛”它肩負(fù)著兩個(gè)重要的使命。

提出了一種新型的有源光電電流互感器的總體設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)介紹了高壓側(cè)和低壓側(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法,高壓側(cè)到低壓側(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)光線路傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法及高壓側(cè)激光供能的實(shí)現(xiàn)方法。給出了基于該方案的試驗(yàn)樣機(jī)的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果表明:按照該方案研制的試驗(yàn)樣機(jī)能夠滿足使用要求。