正弦波调制FOCT调制回路故障对探测器输出特性影响

为探究全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)调制回路故障对探测器输出信号影响,便于故障预测与故障诊断,文中首先建立包含光电回路相位延迟的正弦波调制FOCT输出信号数学模型,给出调制深度与驱动电压、二次谐波、四次谐波的数学关系式,分析定目标值调制器闭环调制、解调的基本方法。在此基础上通过建立数学模型分析调制深度对探测器输出光强峰值、平均光强、二次谐波、四次谐波的影响。据此提出发生调制回路故障时调制深度降低是导致探测器输出信号异常的关键因素,探测器输出平均光强增大、四次谐波降低、二次/四次谐波比值增加应作为调制回路故障的典型特征。最后开展实际FOCT模拟试验证明理论研究的有效性。

直流OCT与FOCT的误差特性分析和比较

为了解决OCT和FOCT的误差特性,介绍OCT和FOCT的基本原理与典型结构。针对舟山五端柔性直流输电系统中的OCT和FOCT,提出适用的现场校准试验方法,并建立相应的现场校准试验平台,完成了舟衢站OCT、舟泗站和舟洋站FOCT的现场校准试验。同时根据现场校准结果,分析比较了OCT和FOCT的误差特性:OCT的长期稳定性和线性度优于FOCT;OCT的基本误差曲线是单调变化的,而FOCT的基本误差曲线呈S形,二者的误差变化均随电流增大逐渐减小;OCT几乎没有零点漂移,而FOCT有较大零点漂移。文中的研究结果对OCT和FOCT的运行与维护均具有一定的参考价值。

第二代智能变电站FOCT故障源分析

某220 kV第二代智能变电站在投产不到一个月的时间调控端频发220部分间隔的相关光路及SV采样异常告警信息,相关保护也被闭锁。本文分析了故障情况,查找问题根本原因,并对FOCT的现场应用提出相关给予建议,为今后智能变电站中光CT的应用提供借鉴。

基于FOCT检测电容电流的新型EVT

电子式电压互感器(EVT)是智能变电站的关键设备。通过分析比较各种电子式电压互感器的原理及优缺点,结合光学电流互感器发展趋势,提出了一种基于FOCT检测电容电流的新型EVT,弥补了先前各种EVT的不足,是一种很有推广前景的新型电子式电压互感器。

FOCT在新一代智能变电站中的应用与分析

介绍了全光纤电流互感器(FOCT)测量原理及其技术特性,结合FOCT在新一代智能变电站中的应用情况,对FOCT在实际应用中存在的问题作了分析,并给出主要解决措施和建议,最后对FOCT这类电子式互感器的应用前景进行展望。

FOCT中旋转光纤的Mueller矩阵模型

针对目前光纤电流互感器(FOCT)所用旋转光纤2种模型的不足,采用微元法的思想提出了一种新的旋转光纤Mueller矩阵模型,并进行了实验验证。首先,采用微元法推导了旋转光纤Mueller矩阵模型,该模型指出,旋转光纤是一种椭圆双折射器件,其椭圆率与旋转率密切相关。然后,通过理论推导和软件仿真证明了旋转率从无到有、从小到大的变化过程中,光纤中的线性双折射将逐步地演化为圆双折射。最后,设计了偏振态随旋转率变化的动态监测实验系统,进一步证明了旋转光纤Mueller矩阵模型的正确性。

FOCT双Sigmoid函数自适应去噪及网络传输系统设计

为了提高光纤电流互感器(FOCT)输出信号的信噪比(SNR),针对FOCT输出信号的特征,提出一种改进的双Sigmoid函数变步长自适应算法,并利用ActiveX技术设计了一种自适应去噪及网络传输系统。通过设计的系统,将所提出的算法与现有的一种变步长自适应算法进行了对比分析,结果表明:提出的算法获得的抗噪声干扰能力更强,测量准确度更高。利用LabVIEW的TCP/IP开发工具包实现了数据的网络通信,满足了高压电网测量的实际工程所需。

残余线双折射对于全光电流互感器工作点稳定性的影响

保椭圆光纤中残余线双折射易受环境影响,导致光纤电流互感器(FOCT)性能易受环境影响。利用四元数方法,理论分析了因残余线双折射的存在,将导致全光纤电流互感器的工作点不稳定问题。结果表明,保椭圆光纤的圆双折射与残余线双折射之比RCL(圆/线比)的大小直接影响工作点的稳定性,总的趋势是随着RCL的增加,工作点越稳定。当RCL<2时,工作点极不稳定;当RCL>4后变得相对稳定。因此,参数RCL是一个衡量保椭圆光纤的重要指标,应在制作全光电流互感器前进行测定,确保FOCT的性能。

数字闭环光纤电流互感器动态特性仿真与测试

基于Farady磁光感应原理及数字闭环信号处理技术的光纤电流互感器(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。针对数字闭环FOCT的动态特性,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,评估FOCT的幅频特性、相频特性、动态范围及频响特性;将故障瞬态电流的数学模型与FOCT的闭环反馈模型相结合,仿真FOCT对故障电流的暂态响应能力;构建电流实验平台,完成FOCT的动态性能测试。仿真与实验结果表明:FOCT的频带宽度大于7kHz,电流测量范围可达200kA,具有50次谐波的测量能力,并且FOCT的动态测量能力可根据具体应用需求调整。

全光纤电流互感器λ/4波片制作工艺

根据全光纤电流互感器(FOCT)的光路结构及其工作原理,分析了λ/4波片的制作效果对FOCT的影响,研究了λ/4波片的制作工艺,得出了影响波片制作效果的主要因素。通过选择合适的材料和工艺方法,获得了性能优异的全光纤λ/4波片。试验结果表明:该方法制作的波片提高了FOCT的性能,使其满足了0.2 S级测量用电子式电流互感器的准确度要求。

多通道俄制军用串行总线FPGA的IP核设计

介绍了俄罗斯军用标准ΓОСТ18977和PTM1495。重点进行了IP核总体设计,收发通道和CPU接口的详细设计,通过设置控制、状态等多功能寄存器实现各通道独立工作,软件设计采用状态机保证了协议通信的正确性,并在QuartusⅡ5.0集成开发环境下予以实现。经验证用本方法设计的IP核能很好地实现8通道同时收发的功能,且各个通道能独立设置通信频率、奇偶校验等,解决了以往该类芯片通道少、功能单一的缺点。

全光纤电流互感器中光纤λ/4波片容差分析

根据0.2级的全光纤电流互感器系统测量精度要求,在方波和正弦波两种常用的调制解调模式下,文中分析了光纤λ/4波片制作或应用中容许的误差范围。发现最大熔接角允许误差与最大相位延迟允许误差近似成二次曲线的关系。在方波和正弦波调制模式下,当相位延迟误差或熔接角度误差为零时,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别为1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流i的增大而增大,其变化率较小,分别为1.32×10-6(o/A)、2.54×10-6 o/A;而在正弦波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流的增大而减小,其变化率较小,分别-4×10-6(o/A)、-7.6×10-6(o/A).

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。

基于CEEMDAN-ZCR的光纤电流互感器非线性误差识别

针对光纤电流互感器(FOCT)漂移、变比波动等非线性误差难以识别的问题,文中提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)-过零率(ZCR)的FOCT误差识别方法。首先,利用CEEMDAN算法对FOCT输出电流信号进行分解,得到包含非线性误差特征的固有模态分量(IMF),构成原始误差向量数据集;然后,对比不同误差下的分量数量,利用ZCR算法计算不同误差下各个IMF的ZCR指标,用于将IMF分类;最后,根据ZCR指标将IMF信号分为3类,并叠加重组为3个分量,构建出分解结果数量稳定的IMF信号,根据不同分量的特征实现误差识别。实验结果表明:基于CEEMDAN-ZCR的误差识别方法能够有效识别2种误差,漂移误差特征主要集中在IMF中第三层(C3),变比误差主要集中在IMF中第二层(C2)。

基于故障树分析法的全光纤电流互感器可靠性研究

全光纤电流互感器(FOCT)具有体积小、绝缘简单、无磁饱和等优点,可以更好地兼容现代数字控制和保护系统,是电流互感器的重要发展方向。目前FOCT长期运行可靠性较低,严重制约了其在数字化变电站中的推广应用。为此,文中从电路和光路两方面开展FOCT的故障树模式分析,建立覆盖FOCT整体结构的故障模式分析体系。首先,分析FOCT的结构及工作原理,并根据其回路组成划分故障;其次,提取FOCT在长期运行过程中出现的主要故障模式,对其进行原因分析和排查;然后,从方案设计、元器件筛选和施工工艺方面提出可靠性提升措施;最后,结合实际案例,利用故障树对某例光源故障开展原因分析,并提出其可靠性提升措施,验证文中所提方法的有效性。研究结果可为FOCT故障分析及运行可靠性提升提供理论依据。

基于CPLD的ГОСТ18977总线收发系统设计与实现

针对现有俄式ГОСТ18977总线的实现方式中传输速率不兼容的问题,设计并实现了一种基于CPLD的ГОСТ18977总线收发系统。该系统利用CPLD进行分频,可兼容不同的总线传输速率;并通过CPLD实现系统的逻辑设计与收发控制,能够实时完成总线数据的发送、接收、显示和存储功能。

2种圆柱齿轮接触强度计算的比较与分析

通过对2种圆柱齿轮接触强度计算公式(国标GB/T3480-1997和俄罗斯标准ГОСТ21354-75)的推导,结合实例,比较分析2种计算方法的共性与差异,以便更好地在工业生产中应用。

光纤电流互感器λ/4波片温度误差补偿

λ/4光纤波片温度位相差误差是光纤电流互感器最主要误差源之一。本文研究偏振光在非理想波片处偏振态的变换过程,分析波片位相差温度稳定性对互感器测量准确度影响机理,导出波片温度误差模型。在互感器闭环信号检测方案基础上,通过不等占空比方波相位调制,展宽零相位差干涉尖峰值;进而应用第二A/D转换器,提取干涉结果中直流信息,以此设计波片温度误差补偿方案。实验结果表明,通过补偿,在?40～60℃范围内,互感器测量电流比变化量从±0.75%降低到了±0.25%。

全光纤电流互感器技术应用评述

介绍了全光纤电流互感器(FOCT)的基础技术原理。阐述了FOCT的抗振动干扰技术、高低温环境适应性、长期稳定性等实用化关键技术,并给出其主要解决途径。总结了FOCT性能检测情况及在国内的应用现状,提出FOCT与GIS、DCB等一次设备的集成安装方式,集成设备将用于新一代智能变电站的建设。分析了FOCT在电能计量、继电保护等应用中的问题,提出一种满足继电保护要求的双采样技术方案。最后,对FOCT的未来技术发展及应用前景进行展望。

光纤电流互感器噪声特征及建模方法研究

针对光纤电流互感器(FOCT)的随机噪声问题,借鉴光纤陀螺(FOG)的性能分析方法,分析FOCT的结构及原理,系统地探讨FOCT随机噪声的种类、噪声误差因素及噪声误差抑制措施。结合FOCT噪声所体现出的时域相干性及频域特征,引入Allan方差分析法及建模理论,辨识并量化FOCT的各项噪声误差,全面地评价FOCT性能。Allan方差分析法及建模理论在FOCT数据处理中的应用结果表明,FOCT输出数据中体现了角度随机游走、偏值不稳定性等不同特征的随机噪声,同时证明了Allan方差噪声建模理论在FOCT噪声特征分析方面的可行性。