一种基于FPGA技术的电子式互感器接口实现新方法

电子式互感器的应用对提高电力系统尤其是继电保护的可靠性具有重要的创新意义,与保护、测量装置的接口是需要重点研究及解决的问题。文中介绍了连接电子式互感器与保护、测量设备的合并单元及其功能模型,分析了合并单元与电子式互感器接口通信具有多任务并行处理等特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)技术实现此接口的新方法。利用FPGA可完成合并单元对多路电子式互感器数字化输出进行接收和循环冗余校验的并行处理功能,通过调用FPGA的先进先出(FIFO)库能实现发送报文前对各路数据的正确排序。这种方法对于推动电子式互感器在厂站自动化中的应用,具有工程实用价值。

光电互感器的应用及接口问题

介绍了正在走向实用的光电电流、电压互感器的工作原理 ,指出了光电互感器与传统互感器输出接口的不同之处。根据所研制的光电互感器和 IEC标准 ,就光电互感器的模拟式、数字式和光学式 3种输出形式 ,提出了测量仪器和微机保护装置与光电互感器接口的一些建议。认为光电互感器通过数字式特别是光学式标准接口与二次测量和保护装置相连 ,不仅能简化二次测量和保护装置 ,而且便于组成光纤局域网 。

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。

集磁环式光学电流互感器的结构优化

集磁环式光学电流互感器(OCT)利用磁光材料的法拉第磁光效应进行电流测量。根据安培环路定律,集磁环式OCT将磁场集聚在光学材料附近,通过对光学材料的磁场测量能近似反映整个闭合回路的磁场情况,进而反映电网的电流信息。因此,集磁环结构的设计对传感头的测量效果起关键作用。通过建立集磁环式OCT磁路的数学模型,阐述其工作原理和基本特性,其中包括灵敏度特性、磁特性和抗干扰特性。将这3种基本特性作为优化集磁环式OCT性能的指标,利用Ansoft有限元仿真软件对互感器的结构进行优化,确立了最佳优化尺寸。优化后的集磁环式光学电流互感器精度达到0.2级设计要求。

基于法拉第磁光效应的光学电流传感器电气特性研究

研究了基于法拉第磁光效应的光学电流传感器的电气特性。根据马吕斯定律,仿真分析了起偏镜与检偏镜光轴之间的夹角、交变电流引起的交变法拉第旋转角的幅值对此种光学电流传感器交流响应波形的影响,以及响应的幅值特性和频率特性。通过对此种光学电流传感器电气特性的研究,为实验中出现的问题提供了解决思路,同时也为磁光介质的参数确定提供了依据。仿真和部分实验结果表明此种光学电流传感器在合适参数下具有较好的响应波形以及幅值、频率特性。

混合式OCT高压侧电路的供电方式

光电电流互感器是当前国内外研究的热点 ,混合式光电电流互感器 (HOCT)的高电压侧电路供电问题是其研制技术的一个难点和关键。文中介绍了 HOCT的原理、基本结构以及高电压侧电路供电的几种方式 。

自愈光学电流互感器现场运行稳定性试验

从互感器误差校验、电能计量统计和电能计量系统整体校验3个方面对光学电流互感器的现场运行性能进行客观评价。投运前和运行中期的误差校验数据显示,变差小于0.1%,满足0.2S级要求。建立2套独立计量系统,在实际现场运行条件下进行长期数据比对,反映数字电能计量系统在各种环境因素影响下的长期运行稳定性。通过对数字电能计量系统的整体校验,在额定功率条件下不确定度达到9.0×10-5,置信概率达到97.15%,系统综合误差为1.013%,满足规程要求。

电子式互感器校验方法的设计与实现

对电子式互感器进行校验是确保其在电力系统中成功应用的前提.针对目前电子式互感器校验过程中存在的问题,提出了一种新的校验方法.利用有限次迭代和最小二乘法相结合的组合测量原理实现频率的快速准确测量;引入准同步算法并对其实现过程中几个关键环节的设计及参数选取问题进行讨论,有效抑制了因电网频率波动而导致的非同步采样对校验结果的影响;最后对校验方法的实现过程进行了仿真与实测,验证了方法的性能及效率.为便携式智能化校验装置的研制提供了强有力的理论支持.

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。

基于Rogowski线圈传感的光电电流互感器的研究

随着电力系统的快速发展 ,传统的电磁感应式TA所存在的问题日益严重 ,给电力系统运行带来一定的故障隐患 ,而彻底解决这些问题的前提是采用新的传感技术来研制新型的电流互感器。文中介绍了一种基于Rogowski线圈的新型混合型光电电流互感器的工作原理及系统的组成 ,同时还研究了在技术实现和实用化过程中的一些问题和解决方法。

用于混合式光电电流互感器的光电传输系统

设计了一种用于混合式光电电流互感器的光电传输系统,该系统由发射电路、光路和接收电路组成,采用脉冲频率调制的原理对信号进行调制,其带宽为从直流到1.2MHz,输入阻抗为1MW,信噪比为38dB。实验结果表明,这种光电传输系统可以和罗柯夫斯基线圈结合组成混合式光电电流互感器,该种互感器有较强的抗电磁干扰能力和较高的测量精度。

Rogowski线圈中积分环节的研究

主要分析了电子式互感器中模拟积分器与数字积分器的积分原理,并针对传统数字积分算法对低频干扰抑制的不足,提出了基于低频增益平坦模拟积分器的数字积分算法,有效克服了零漂的影响,降低了直流误差,解决了积分中的初值整定问题,大幅提高了测量精度。针对电力系统故障时的暂态特性,采用该积分算法进行了建模研究,验证了该积分算法的有效性与可靠性,其测量精度可以达到国家0.2级标准。

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。

光电电流传感器的低功耗设计

介绍了基于Rogowski线圈的低功耗光电电流传感器的设计,讨论了光电电流传感器的主要特点、误差分析和高、低压间数据接口的设计。

三相光学电流互感器系统的建模

提出了一种全新的用于测量电力系统三相电流的光学电流互感器系统，即利用一路光和一套检测系统实现三相电流的测量．用矩阵光学的方法建立了基于法拉第磁光效应的三相光学电流互感器的数学模型，为相关的研究提供了理论基础．

磁光式光电电流互感器及其双折射问题

深入分析了光电电流互感器中温度引起的应力双折射问题及解决时遇到的困难，探讨了可能的理想解决方法，并设计了一种无组装应力双折射的传感头组装方法，研制成的闭环式混合型光电电流互感器在－３０～７０℃温度范围内的测量精度为±０．３％。

光电电流互感器的供能电路的研究

混合式光电电流互感器的高电位侧电路供电问题是其研制技术的一个关键。本文介绍了一种采用特制线圈供能的混合式光电电流互感器,主要对这种互感器的电源供能部分进行了介绍和探讨。研究了该供能方案下的电源电路的设计及调试方法。实验结果表明:该电源部分能够很好地为光电电流互感器的高电位侧电路提供满足要求的约200mW的能量,并且各路输出的电压纹波均不大于20mV。同时,电路中设计的电压监控保护电路能够在母线突发短路大电流等情况下保护电源电路。

有源电子式电流互感器的关键技术

现阶段实用化的有源电子式电流互感器主要由3部分构成:基于空芯线圈的高压传感部分、处于低压侧的信号调理部分、高低压侧之间的能量和信号传输部分。本文就相关的关键技术进行了研究:高准确度空芯线圈的制备方法、系统暂态性能研究、高压侧供能方法、可靠性分析,为有源电子式电流互感器的实用化作了有益的探索。

基于BP网络的三相光学电流互感器的补偿

提出了一种全新的用于补偿三相光学电流互感器线性双折射效应的方法 ,即从学习后的BP神经网络连接权重中 ,提取三相光学电流互感器的输出电流值、被测电流值与线性双折射效应之间联系的知识 ,讨论了网络的学习算法 ,论述了线性双折射效应的具体补偿方法 ,分析了网络隐含层节点数变化对补偿结果的影响 ,对网络进行了验证 。

光电式电流互感器技术的研究现状与发展

对光电式电流互感器(OCT)和传统的电磁式电流互感器进行了比较,结果表明OCT性能优良,是传统电流互感器较为理想的替代产品。对OCT技术进行了研究,阐述了有源型OCT和无源型OCT的工作原理、电路结构和优缺点。分析了目前有源型OCT研制过程中存在的主要问题是双折射效应影响、温度影响、干扰和振动问题,无源型OCT的主要问题是高电位侧传感头的电源供应和电磁兼容问题、防电磁干扰问题。综述了光电式电流互感器技术的研究现状并对其进行了展望,高精度、高可靠性、大动态范围是其发展趋势。