一种新型传感结构的光学直流电流传感器

分析比较了多种直流大电流测量方法,指出直流测量设备高压侧无源化是未来高压测量设备的发展趋势。针对传统块状玻璃型电流传感器传感头加工难度大、直流解调算法难以精确解调出法拉第旋转角的缺点,采用一种基于双光源双输出条形传感头的新型无源式直流电流传感器。这种结构降低了传感头制作及加工难度,在双通道光路、电路不对称的情况下,能够将与被测电流成正比的直流信号从直流本底光强信号精确解调出来。试验结果表明,在300 ~3 000 A范围内,测量准确度优于0.5%,在光功率波动达25.2%、双光路光功率不对称度为34.2%的情况下,双光源双输出传感器相对误差变化范围为-0.4% ~ +0.42%,远高于相同测试条件下单光源双输出传感器的性能。     

光学电流互感器的抗干扰分析

采用光学玻璃的光学电流互感器主要有两种结构：闭合光路结构和直通光路结构。直通光路结构的光学电流互感器在加工难度和稳定性方面具有明显的优势,但存在对测量位置敏感和抗外磁场干扰能力差的缺点。提出了一种差分式结构的光学电流互感器,分析了导体位置变化和相间磁干扰对其测量精度的影响,并设计了相间磁干扰和返回导体对测量精度影响的实验。分析和实验结果表明：采用差分式结构的光学电流互感器应用在相间距离大于0.8 m的智能变电站中,不需特别设计屏蔽措施,完全可以满足0.2级的测量准确度要求。     

提高光学电流互感器运行稳定性的方法

为了解决光学电流互感器（OCT）的长期运行稳定性问题，提出了螺线管聚磁光学传感原理，证明了偏振光围绕无限长通电导体测量电流与偏振光通过通电螺线管的轴向方向测量电流，在光学传感测量电流的意义上是等价的，具有对偶性。基于以上原理设计了螺线管聚磁光路结构。在实验室测试和现场连续25个月的运行表明，采用这种结构的自适应光学电流互感器能够在实际环境中长期稳定运行。     

一种新型光电式一体化电流电压互感器

介绍了一种将光学电流互感器和光学电压互感器同放于一个绝缘体内,可同时测量电流和电压的光电式一体化电流电压互感器。电流互感器采用法拉第镜式光学电流传感技术,电压互感器采用全反射光学电压传感技术,采用双光路补偿技术解决光强衰弱以及干扰双折射引起的误差。装置在佳木斯110 kV佳西变电站糖厂线试运行,运行情况良好,满足现场实际要求。     

一种新型的光学电压互感器

介绍了一种光学电压互感器实用化的新方案 ,对传感头的设计提出了模块化结构的设计思想 ,光路系统采用双光路互补的结构 ,信号处理采用DSP技术。对新方案的性能进行了测试 ,实验结果表明 :新型光学电压互感器具有良好的性能 ,双光路结构具有很好的温度补偿特性 ,稳定性很好 ,线性度在± 0 2 %以内 ,比差在± 0 2 %以内 ,通过了一系列绝缘耐压试验。     

自适应光学电流互感器的光学传感微弱信号检测方法

准确度和稳定性是光学电流互感器(OCT)的主要性能指标.文中在自适应光学传感器的基础上进行研究和改进,提出采用新型的稳定性高的传感头设计与锁定放大器进行微弱光电信号检测相结合的方法,即在磁光传感系统中采用螺线管聚磁光路结构,并缩短磁光传感材料,提高OCT的长期运行稳定性,信号处理部分采用锁定放大器和与传统电流互感器互补结合的方法综合提高OCT的暂态和稳态准确度.最后通过虚拟仪器LabVIEW对检测系统进行仿真实验.     

光学电流传感层叠抗外磁干扰技术研究EI北大核心CSCD

直通光路型磁光式光学电流传感器(magneto-optical current sensor,MOCS)因具有体积小,测量准确度高等多种优点,在智能电网中有广阔应用前景。然而,由于无法构成闭合光路,外磁场干扰一直是制约直通光路型磁光式光学电流传感器实用化的重要因素。为解决此问题,该文提出光学电流传感层叠抗外磁干扰技术。首先通过定义非连续积分路径,积分张角等概念,推导出电流位于非连续闭合路径内外时对应的磁场积分表达式,进而建立适用于含任意数量磁光传感单元、按对称多边形方式布置的MOCS所受外磁干扰分析的数学模型,提出闭合路径中心偏转模型,并得出最佳中心偏转角。在此基础上提出一种新型的层叠式MOCS结构,基本抗御传感结构外任意位置电流给MOCS带来的磁场干扰。其次,提出通用的层叠式MOCS测量误差分析方法,从理论上证明层叠式MOCS满足工程需求及标准。分别建立层叠式MOCS数值仿真模型及COMSOL有限元仿真模型。仿真结果表明,在不同干扰条件下,层叠式MOCS的测量误差均低于0.2%,证明此结构能够有效降低存在外磁干扰时MOCS的测量误差。最后,设计并搭建相应的层叠式MOCS实验平台并进行相应实验。实验结果表明,新型层叠式MOCS在多种干扰情况下其测量误差均小于0.2%,证明了所提数学模型正确性及层叠式结构应用于提高MOCS抗外磁干扰能力时的有效性。     

磁光式光学电流互感器运行稳定性评价

运行稳定性是评价光学电流互感器性能的重要指标之一。推导了线性双折射影响下磁光式光学电流互感器输出光强的数学模型,定义了静态工作光强。对现场运行数据进行了挖掘,得到静态工作光强的时间序列。引入相关性分析的理论,通过对静态工作光强与环境温度的互相关系数的计算,分析了环境温度对光学电流互感器运行稳定性的影响程度,分析结果表明:静态工作光强与环境温度的大小及变化率强相关;环境温度对静态工作光强的作用具有延时性。提出了光强长期温度特性的概念,并在此基础上,提出了光学电流互感器运行稳定性的评判原则。     

光学电流互感器的稳定性研究及改善

针对目前光学电流互感器缺乏长期运行稳定性的问题,通过理论分析,总结出影响运行稳定性的主要因素在于环境温度变化导致磁光材料中线性双折射发生波动。在此基础上对现有传感头结构进行研究及改进,利用ANSOFT、ANSYS等软件搭建了能够模拟传感头在各种结构及工况条件下运作的仿真平台,并对改进后传感头进行了运行模拟。结果表明:改进式光学电流互感器传感头结构不仅能够有效提高其长期运行稳定性,且完全满足我国电力行业对于0.2级电流互感器误差的标准JJG 313—2010《测量用电流互感器检定规程》及JJG 314—2010《测量用电压互感器检定规程》的规定。     

35 kV自适应光学电流互感器(AOCT-35)

华北电力大学与北京开关厂联合制造的新型的35 kV自适应光学电流互感器(AOCT-35),具有两项自主知识产权的关键技术:自适应光学传感技术,解决了测量精度的温漂问题:螺线管聚磁光路结构技术,解决了长期运行的稳定性问题.并具有绝缘简单可靠、体积小、质量小等特点.……     

采用动态技术测试静态场的光纤测磁传感仪

在根据Mach－Zehnder干涉仅原理制作的各种光纤测磁传感仪中，由于传感臂一般都由磁致伸缩材料与光纤粘合在一起而构成，所以磁性材料所特有的磁致现象将导致重复测量的结果出现不确定的模糊。为了消除这种磁致误差，本文所设计的系统采用磁场扫描技术，除了在传感臂上施加一个频率为ω0的载波场以提高其灵敏度之外，同时还施加了一个频率为ω0的慢速扫描场以使各次重复测量保持相对的动态平衡，这样当被测场与交变的们置场共同作用于传感头时，利用相位检测装置即可得出被测场的大小。本系统可探测的最小静态场为10E－7（Oe／m）。     

一种提高光学电流互感器温度稳定性的新方法

光学电流互感器的温度稳定性差是阻碍其实用化的主要原因.提出了一种新的基于比较测量法的温度补偿方法——比较式OCT,它通过引入永久磁铁产生的恒定参考磁场,将被测电流磁场与参考磁场进行比较,得到与温度影响因子无关、而仅与被测电流大小有关的最终输出,实现了对影响OCT温度稳定性的两个主要因素——Verdet常数和线性双折射的同时补偿.针对比较式OCT解调的特殊要求,设计了双输入双输出的传感头结构.对比较式OCT的温度试验证实了比较补偿法的有效性.     

输电线路光差动保护初探

全光纤电流互感器是通过Faraday磁光效应测量载流导体中电流,不存在磁饱和、测量范围广、线性度好。由于载流导体中电流磁场效应可以叠加,可将输电线路差动电流测量转换为利用光学器件在光路层面直接进行Faraday磁光效应偏转角的运算,不需要繁复的对时就可直接获得线路两端电流差值,在此基础上构成光差动保护。在PSCAD中搭建光差动保护模型,仿真结果表明光差动保护测量差流能够反映实际差流变化情况,采用固定门槛值的光差动保护对区内故障具有较高的灵敏度,在区外故障时具有一定的可靠性。     

聚磁式光学电流互感器结构的研究

在介绍光学电流互感器原理和聚磁原理的基础上,给出了一种聚磁式光学电流互感器的结构,并对聚磁器通过ANSYS软件进行建模仿真,验证了不同气隙长度下的聚磁效果。试验结果表明,采用聚磁结构的光学电流互感器不但提高了光学电流互感器的灵敏度,而且具有较高的线性度,因而有着良好的应用前景。     

基于铁基纳米晶的磁调制传感器的仿真研究

针对现有磁调制式直流传感器材料和结构上的不足,提出了一种新型磁调制式直流漏电流传感器。该传感器使用铁基纳米晶材料做磁芯,基于磁调制LR振荡器,通过检测绕组端电压的脉冲宽度变化,实现对直流漏电流大小和方向的测量。用两个反相绕在同一磁芯上的线圈进行差分的方法,来抑制零点漂移的产生,提高系统的稳定度。在仿真软件PSPICE中建立了磁调制传感器的模型。对磁调制直流传感器模型的仿真分析为后续基于铁基纳米晶的磁调制传感器的设计提供了理论依据。     

直流偏磁对深圳电网主变压器的影响及抑制措施的研究

直流偏磁超标会降低主变压器的运行稳定性及寿命.通过对电网结构、监测数据的分析,明确了地铁是深圳电网主变压器直流偏磁的主要来源,根据直流偏磁的成因及波形特点,对抑制措施进行了比较分析,提出了采用电容隔直的方案,可解决深圳电网主变压器直流偏磁的问题.     

光纤照明布光设计

光纤作为光的载体,既可进行输出光强的调节、角度的调节和动态彩光照明装饰,还可以进行输出光色彩、输出光光强和输出光位的频闪,并且,通过无源红外传感器PIR和超声波传感器,光纤照明可实现照明节电控制;而从光源能源与环保因素考虑,使用陶瓷金卤灯作为光纤照明光源既节能又环保。光纤照明设计是光和空间的有效融合,光纤照明布光设计具有造型设计的可控性和创造性。     

基于光电电压互感器的电压实时相位测量方案的研究

鉴于光电电压互感器的一些优点,笔者提出了基于光电电压互感器的高压电网电压实时相位测量的方案。高压侧采用基于电光效应原理的光学传感头测量三相电压;被电压调制的光信号经光电转换、模拟信号处理及模数转换得到电压数字量,然后采用αβ坐标变换转换成正交分量,通过相位自动跟踪控制系统锁定电压相位。文中给出了相位自动跟踪系统的复频域数学模型,仿真计算表明系统在低频段具有较好地幅频特性,并且相位稳定性较好。该系统可较好的应用于高压输配电网络的监视和控制。