一种提高光学电流互感器抗相间磁干扰能力的新方法

随着智能电网对量测设备要求的提高,光学电流互感器在电力系统中具有越来越广阔的应用前景。针对传统闭合光路结构存在的缺陷,研究了螺线管聚磁光路结构并分析了其管内外磁场。为解决传统的三相螺线管聚磁式传感头平行布置时存在的相间磁干扰严重的问题,提出了相间磁场正交技术。在COMSOL(试用版)中进行的有限元仿真分析和现场运行结果表明:运用相间磁场正交技术的的螺线管聚磁式光学电流互感器具有很高的抗相间磁干扰能力,达到了0.2级的测量水平。     

光路结构参数对光学电流互感器运行稳定性的影响

基于法拉第磁光效应原理的光学电流互感器存在运行稳定性差的问题,其主要表现为直流工作光强的逐步衰竭。文章分析了闭合光路与直通光路光学电流传感头的结构特点,从光路耦合效率的角度讨论了光学电流传感头光程长度引起的光路耦合损耗对直流工作光强的影响,从理论上论证了直通光路结构具有更好的温度稳定性。文章最后介绍了直流光路结构的应用,提出采用直通光路的螺线管聚磁光路结构具有测量灵敏度高、抗外界电磁干扰能力强、结构简单稳定等优点,具有很好的实用化前景。     

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。     

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。     

自适应光学电流互感器的基础理论研究

针对阻碍光学电流互感器(OCT)实用化的测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,文中在分析了光学电流互感器(OCT)的开环机理后,提出了相应的解决方法——自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构。以标准检测系统为平台,按照测试标准IEC60044-8对自适应光学电流互感器进行了精度检测,检测结果表明自适应光学电流互感器稳态测量精度达到了0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%。安装于河北省保定市某变电站的110kV线路上的自适应光学电流互感器已经连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器具有长期运行稳定性。     

光学电流互感器的研究方向与现状

简述了光学电流互感器采用的Faraday磁光效应原理,介绍了影响光学电流互感器发展的主要难题,并指出光学电流互感器未来的两个研究方向,即寻找理想的磁光材料和简化光路结构,以及在这两方面的进展情况。     

光学电流互感器实用化技术研究

本文研究光学式电流互感器的实用化技术，研究中采用了一种光路闭合、对外界杂散磁场及载流导体位置变化不敏感、保偏性能好的新型传感头结构；提出了一种采用单光路，在线路正常时进行电流测量，在故障时进行保护计算的信号处理系统设计方法。     

用光学电流互感器和工控机实现光纤纵差保护

通过应用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构解决了测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,且稳态测量精度达到0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%的自适应光学电流互感器,利用基于MSP430单片机和以太网控制器CS8900A的新型电路接口方案,设计了电子式互感器与保护、测控设备接口的重要组成部分——合并单元,实现了遵循IEC61850的互感器与保护设备的数字通信,完成了数字化变电站系统中从过程层到间隔层的接口。     

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。     

光学电流传感的旋光曲线分析

针对光学电流传感器中最简洁的传感结构——块玻璃直通光路式传感结构,研究了传感长度与传感特性的关系,通过分析分布在磁光材料各位置上的磁场强度,得到了反映法拉第旋光角与磁光材料长度关系的法拉第磁旋光曲线。当导体位于磁光材料的对称轴上时,旋光角存在一定程度的饱和,该饱和点即为法拉第磁旋光曲线的膝点,工作在膝点附近的材料长度利用率最高,提出了膝点的简捷算法,能快速确定曲线上的膝点位置。研究表明,膝点与磁光材料的安装位置、通电导体的形状等因素相关,选取距离导线最近位置安装为宜。     

光学电流互感器中微弱信号检测的仿真与分析

根据光学电流互感器的结构和原理可知,通过缩短传感部分磁光材料的长度可以提高OCT的长期运行稳定性,但在这种情况下,反映电流信息的微弱光电信号将会淹没在强噪声背景中,降低了光学电流互感器的测量精度。针对该问题,提出了采用数字式锁定放大器在该光学电流互感器中进行微弱电流信号的检测,并在Labview平台的基础上进行了仿真,仿真结果证明,本论文所提出的方法极大地提高了OCT的测量精度。     

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.     

基于电子式互感器的超高压长线全电流差动保护的研究

通过应用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构解决了测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,且稳态测量精度达到0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%,能够精确测量非周期分量及各种交流谐波分量,且无饱和现象的光学电流互感器(OCT),利用贝瑞隆输电线路模型,构成基于电子式互感器的超高压长线全电流差动保护,这种保护原理自动地考虑了电容电流的影响,不再需要进行电容电流的补偿.仿真结果表明,分析是正确的,原理是可靠的,适合在数字化变电站中应用并推广.     

光学电流互感器中微弱信号检测的仿真与分析

根据光学电流互感器的结构和原理可知,通过缩短传感部分磁光材料的长度可以提高OCT的长期运行稳定性,但在这种情况下,反映电流信息的微弱光电信号将会淹没在强噪声背景中,降低了光学电流互感器的测量精度.针对该问题,提出了采用数字式锁定放大器在该光学电流互感器中进行微弱电流信号的检测,并在Labview平台的基础上进行了仿真,仿真结果证明,本论文所提出的方法极大地提高了OCT的测量精度.     

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.……     

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。     

用于组合式光学电流互感器的模型参考自适应算法

传统式电流互感器具有较高稳态电流测量精度 ,但存在饱和问题 ;光学电流互感器无磁饱和问题 ,但精度较低。本文提出的组合式光学电流互感器是这两种互感器的有机结合 ,达到优势互补。文中分析了其核心技术模型参考自适应算法的基本原理 ,提出几种可行算法对模拟信号作了仿真并进行了比较 ,对其中的最优算法进一步作了物理仿真实验 ,得到了较为满意的结果。     

比较式光学电流互感器的分析设计与试验研究

缺乏长期稳定性是光学电流互感器走向实用化、实现大面积推广的主要阻碍,针对这一问题,提出一种新补偿方案--比较式光学电流互感器。它将光学测量法与比较测量法相结合,巧妙地实现了对线性双折射和Verdet常数这两个稳定性影响因子的同时补偿。设计了双输入双输出的解调方法及相应的传感头结构和信号处理单元。这种解调方法可以更好地克服光路及电路的不一致对测量结果的影响,提升互感器的整体性能。试验结果表明：比较式光学电流互感器的线性度可达到IEC 0.2级要求;在光学电流互感器适用的220 kV以上电压等级应用场合,比较式光学电流互感器具有较好的抗干扰性能;在50 ℃温度变化范围内,普通光学电流互感器的误差变化量高达16%,而比较式光学电流互感器的误差变化仅有1%,证实了基于比较法的补偿方案的有效性。     

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。     

便携式光纤电流互感器误差分析及补偿方法研究

针对电解铝行业现场测试环境复杂的问题，提出了用一种便携式光纤电流互感器结构来代替传统固定光纤电流互感器。分析了温度对波片延迟度的影响，采用了一种变速旋转光纤代替传统的波片来抑制温度的影响；根据传感环柔性安装过程所导致的光路不闭合问题以及导体偏心位置进行研究，设计出一种柔性安装传感环骨架代替传统光纤环，降低不均匀磁场所带来的影响。该光纤电流互感器在-20～70℃温度下输出比差小于0.2%，同时在100～3 000 A的直流电流测试中满足0.2级的精度要求。