全光纤电流互感器关键器件故障模式分析

以全光纤电流互感器的光学和电学器件为研究对象,阐述了系统工作原理及结构组成,通过故障模式影响及危害性分析和故障树分析两种方法对系统进行了可靠性分析,参考互感器在变电站中的应用实例确定了系统的关键器件故障模式,构建了系统光路单元的故障树,根据故障风险优先级数的大小,确定了设计薄弱环节并提出了改进措施,可降低系统关键器件发生故障的风险。针对全光纤电流互感器的实际故障案例进行了分析,验证了系统可靠性分析方法的有效性。     

光纤电流互感器控制模型及误差特性仿真

光纤电流互感器(FOCT)以Faraday磁光感应原理为基础,通过采用高速信号处理单元及电光相位调制器构建数字闭环反馈系统,实时测量光波环路中非互易性相位信息,从而获取被测外部电流信息。FOCT克服了电磁式电流互感器在暂态响应等方面的局限性,满足现代电力系统对电流值实时准确测量的需求。通过分析FOCT功能结构及信号传递过程,建立FOCT的数字闭环反馈模型,推导FOCT的传递函数,构建Lab VIEW仿真系统。进而评估幅频特性、相频特性和阶跃响应等动态特性,分析FOCT在光纤匝数、渡越时间和温度等影响因素下的动态测量能力。仿真结果表明,系统带宽与光纤匝数呈正相关关系,与渡越时间呈负相关关系,与温度呈正相关关系。为光纤电流互感器在设计和实际使用中保证一定的动态性能,在光纤匝数的选取,信号处理器的选取等影响系统前向通道增益各参数的选择等方面,提供了理论基础和参考依据。     

正弦波调制的全光纤电流互感器故障机理分析

正弦波调制的全光纤电流互感器(FOCT)在直流输电工程中得到了广泛应用,但其在实际运行中故障率远高于电磁式电流互感器,严重威胁电网的安全运行。为研究FOCT的故障机理,建立了FOCT输出信号模型,分析了其调制、解调的基本方法,给出了计算被测电流时所用信号处理方法的影响因素,指出FOCT的光回路及调制回路通过改变探测器输出信号中二次谐波分量的大小而影响FOCT的工作状态,当两回路参数的改变造成二次谐波幅度低于FOCT检测要求时将导致其出现测量故障,并据此将FOCT的故障划分为光回路故障和调制回路故障。仿真计算了光回路和调制回路对二次谐波影响的基本规律,并给出了2种故障的特征差别。最后,开展了FOCT的光回路和调制回路故障模拟试验,试验结果验证了理论分析的正确性。     

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。     

全光纤电流互感器动态特性实验研究

全光纤电流互感器(FOCT)克服了电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,满足现代电力系统对电流值实时精确测量的需求。为保证挂网使用时系统动态特性稳定符合使用要求,对光纤电流互感器的动态特性进行实验研究。根据光纤电流互感器原理建立动态模型并推导出传递函数,评估FOCT的动态特性;进一步分析该动态模型中几个重要参数与闭环带宽的关系,通过实验验证了系统闭环带宽与延迟光缆长度成反比,与前向通道增益成正比。并且与影响前向通道增益的主要参数:增益调节系数、干涉光强、和采样点数同样成正比。为了光纤电流互感器在设计和实际使用中保证一定的动态性能,在延迟光缆长度的选取、对影响系统前向通道增益各参数的选择等方面,提供了理论基础和参考依据。     

大型电力变压器故障树的构建及分析

故障树是表现一个系统各种故障间逻辑关系的有力工具，然而电力变压器的结构及故障复杂，给故障分析工作带来困难。本文提出以故障模式及影响分析(FMEA)为基础的故障树分析方法，并应用于大型电力变压器。通过FMEA的支持，不仅有助于构建复杂系统的故障树，还可为树的定量分析提供必要的底事件概率数据，为复杂系统的可靠性分析提供一种有效的方法。     

光纤电流互感器渐变性故障时频特征辨识

通过时频变换方法分解光纤电流互感器(FOCT)输出信号,获取渐变故障信号特征,是故障分析的关键步骤。针对FOCT渐变性故障信号时域跨度大且劣化过程呈随机性的特点,对输出信号进行跨间隔采样,利用小波包分解算法,根据故障信号频段实现故障信号特征提取,利用相关评价指标对时域特征参数进行筛选,得到表征FOCT劣化趋势的最优特征参数。针对信号特征维度高的特点,提出主元分析法对高维特征降维处理,满足故障特征辨识快速性的需求。实验结果表明：使用6层小波包分解算法,得到64个包含不同频段信号的子序列,对比各个频带能量占比来确定互感器运行状态,能够实现有效辨识渐变性故障特征。     

故障树分析法在电子式过载保护继电器中的应用

电子式过载保护继电器主要用于实现电动机的过载保护,其可靠性的高低直接影响电动机的可靠运行。在简要介绍了智能化电子式过载保护继电器硬件结构的基础上,采用故障树分析法(FTA法)对其进行了可靠性的定性分析。利用建立的故障树,求出了系统的最小割集,从而找出了系统的关键环节,并提出了提高电子式过载保护继电器可靠性的一些措施。     

基于故障树的含电力电子变电站配电网可靠性分析

电力电子变电站较常规变电站,除能实现变压外,还具有功率控制及灵活的AC、DC接口等功能,在配电网中得以示范应用,其供电可靠性水平如何是重点关注的问题。为此,在清楚电力电子变电站中电力电子变压器工作原理、电力电子变电站的组成、主接线的基础上,分析配电网中电力电子变电站的运行方式,采用故障树分析方法,构建了含电力电子变电站配电网的可靠性分析模型。并通过最小割集的计算,得到了该网的年故障率、年停电时间等可靠性指标。最后运用示范电力电子变电站工程项目数据分析计算,发现含电力电子变电站的配电网可靠性指标略低于常规站的配电网。     

光学电流互感器的关键技术

通过对光学电流互感器(OCT)的2种主要类型磁光电流互感器(MOCT)和光纤电流互感器(FOCT)的原理介绍和详细分析,指出MOCT的光学传感头加工、测量受光功率波动的影响,分析了FOCT光纤器件的非理想偏振特性,以及光纤材料的Verdet常数的补偿等关键技术和存在问题.MOCT、FOCT共同存在小电流测量时信噪比较低的问题.     

基于小波分析和神经网络的光学电流互感器误差补偿系统

介绍了基于法拉第磁光效应的光学电流互感器的基本原理及线性双折射对系统性能的影响,结合电磁式电流互感器的良好稳态性能和光学电流互感器的无饱和暂态性能,设计了一种基于小波分析和神经网络的光学电流互感器误差补偿系统.小波分析用于检测电力系统的故障时刻从而区分暂态和稳态,神经网络用于补偿光学电流互感器线性双折射效应.通过仿真实验证明:系统能够对光学电流互感器的线性双折射等误差因素进行补偿,提高了光学电流互感器的稳定性和测量结果的准确性.     

变压器励磁涌流与故障电流判别方法分析

在研究变压器励磁涌流产生机理以及固有特点的基础上,针对变压器保护的需要,从保护原理的依据、优缺点和保护实现性上对目前鉴别变压器励磁涌流和内部故障电流的方法进行了比较分析。     

光学电压互感器的基本原理与研究现状

某些晶体在电场作用下,折射率发生变化,当光通过时会发生双折射现象,现在研究的光学电压互感器多是基于此种现象的。与传统电压互感器相比,光学电压互感器无铁磁谐振和铁芯饱和,无燃烧和爆炸危险,实现了数字输出,有绝缘强度高、抗干扰能力强等突出优点。概述了国内外光学电压互感器的类型和结构,分析了它们的优缺点。并针对目前光学互感器存在的温度稳定性和长期运行的可靠性等关键问题,介绍了一些具体的解决办法。