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。

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。

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。

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。

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。

俄罗斯规范性标准文件辨析

介绍俄罗斯联邦全国标准的历史沿革,以及目前情况。分析俄罗斯标准强制标准与与推荐标准的划分、编号方法以及采用国际标准的现状。此外,还介绍俄罗斯规范性标准文件的情况。

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%。

基于开环检测系统的全光纤电流互感器研究

商用化的全光纤电流互感器(FOCT)的误差一般要求小于0.2%,信号处理方法是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了全光纤电流互感器的光路结构、工作原理、技术优势和干涉信号特征,提出了一种基于数字开环的全光纤电流互感器检测系统以及实现方案,论述了其工作原理和特点,试验结果表明,该检测方法提高了全光纤电流互感器的性能,使其满足了0.2级测量用电子式电流互感器的准确度要求,对解决全光纤电流互感器的信号处理、测量准确度和测量灵敏度等问题具有较大的参考价值。

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。

全光纤电流互感器温度性能优化方法

论述了全光纤电流互感器(FOCT)的光路结构及其工作原理,分析了温度对FOCT性能影响的几个因素和特点:线性双折射会对光纤传感头的温度特性造成比较大的影响,圆双折射具有抵消线性双折射的特点;传感光纤Verdet常数受温度的影响,与温度具有线性关系;1/4波片误差造成的影响与温度也具有线性关系。提出了综合解决FOCT温度影响的方法:通过把传感光纤绕制成螺线管增大圆双折射,减小线性双折射,从而减少温度的影响;通过调整1/4波片参数,在温度变化时,使其引入的误差正好补偿Verdet常数受温度影响造成的误差。试验结果表明,采用该方法的FOCT温度性能良好,已经可以满足数字化变电站实际应用的需求。

适于电缆线路故障判别的柔性光学电流互感器

提出适于集中式线缆故障区段判别的柔性全光纤光学电流互感器(FOCT)。采用反射式共光路互易结构,提高产品的测量精度、温度性能及抗振能力。提出基于非对称方波调制信号的闭环解调算法,提高系统的动态测量范围、温度性能及稳定性。设计了柔性传感光缆,及现场带电安装、调试及维护方案,提高了产品运用的灵活性,扩展了产品的运用领域,降低了产品安装及维护的成本。

数字闭环光纤电流互感器死区形成机理分析

死区是闭环反馈控制系统中常见非线性现象之一,其产生原因是由于增量型非比例反馈通道干扰的存在。在干涉型数字闭环光纤电流互感器系统中,死区将引致系统零偏、零漂等非线性现象。通过系统模型的建立与分析发现,除正常相位补偿机制需要的比例反馈通道外,相位调制信号与光电探测器输出间的交叉电信号耦合、相位调制信号控制误差与相位调制器性能漂移,将在闭环光纤电流互感器中形成了另外一条非比例的干扰反馈通道;干扰通道与干扰信号的相关参数,不仅决定着死区的产生条件,也为抑制死区现象提供有效的解决途径;实验表明,死区现象的非比例反馈通道解释,不仅具有理论上的合理性,而且得到实验结果的支持。

光纤电流互感器的噪声分析与信噪比优化设计

光纤电流互感器(FOCT)易受到各类噪声的影响而导致其测量准确度下降,尤其是在一次电流较小时,因此提高其信噪比是FOCT的关键技术之一。通过全面分析FOCT的光信号噪声、信号检测噪声及外界环境引入的噪声源,给出了FOCT信噪比的计算方法,仿真了不同噪声对信噪比的影响,并在此基础上研制了样机。结果表明:通过提高探测器接收光功率、增加传感头敏感光纤圈数以及选择合适的闭环反馈相位调制偏置工作点等方法,可有效提高信噪比;以此为基础设计的FOCT样机,在额定电流为600 A时,可满足0.2S级要求,1%额定电流下信噪比高达30.2 d B,比差<0.61%,相差<12.39′。提出的信噪比优化设计方法,具有较大的实用价值,对FOCT的设计具有指导意义。

闭环光纤电流互感器误差分析与实验研究

介绍了一种电力输变电网络适用的光纤电流互感器,给出了一种基于DSP+FPGA的数字闭环信号检测方法,分析了互感器光路系统主要误差源及其相应抑制措施。依据电子式电流互感器标准IEC 60044-8,设计了互感器样机的各种准确度实验。实验结果表明:在-40～60℃范围内,样机对直流和交流电流的测量变比误差均小于±0.2%;室温条件下,直流电流测量变比误差小于0.1%,系统相位延迟约129.6′;工频电流15次以内谐波测量准确度优于0.2%,51次以内优于0.5%。研制的光纤电流互感器样机计量精度已经达到实用化要求。