[發明專利]一種全光纖電流互感器及測量發電機機端零序電流的方法

在審

• 申請號: 201310582417.9
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104655900A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 王耀;許立國;羅蘇南;須雷;李力
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種全光纖電流互感器，包括采集單元、傳輸光纜和一次傳感器，所述采集單元用于提供光源并計算出一次電流，傳輸光纜的一端連接采集單元；其特征在于：所述一次傳感器包括傳感光纖、波片和反射鏡，所述波片的一端連接傳輸光纜的另一端，而波片的另一端連接傳感光纖的起端，所述反射鏡設于傳感光纖的尾端；所述傳感光纖盤繞形成3個光纖傳感環，所述3個光纖傳感環用于對應環套在三相導體的外部，3個光纖傳感環的圈數一致、盤繞方向相同，3個光纖傳感環均完全閉合，且形成的任一對光纖傳感環之間具有2條方向相反的光纖傳感路徑。

2.如權利要求1所述的一種全光纖電流互感器，其特征在于：所述一次傳感器采用以下列步驟制成的結構：

步驟1：將波片在第一相導體外固定，將傳感光纖從波片位置開始圍繞該相導體順時針方向盤繞成環狀，將波片的位置確定為盤繞的終點，達到預定圈數后，將其固定；

步驟2：將步驟1余下的傳感光纖拉到第二相導體位置，選擇一個盤繞起點將傳感光纖固定，采用與步驟1同樣的方法進行順時針盤繞預定圈數，確保盤繞完成后的傳感光纖起點與終點空間位置重合，并進行固定；

步驟3：將步驟2余下的傳感光纖拉到第三相導體位置，選擇一個盤繞起點將傳感光纖固定，采用與步驟1同樣的方法進行順時針盤繞預定圈數，確保盤繞完成后的傳感光纖起點與終點空間位置重合，并進行固定；

步驟4：將步驟3余下的傳感光纖按步驟3的方法繼續圍繞第三相導體順時針盤繞一圈，確保盤繞完成后的傳感光纖起點與終點空間位置重合，并進行固定；

步驟5：將步驟4余下的傳感光纖沿步驟3時第二相→第三相的路徑反向布線至第二相，這一段傳感光纖與第二相→第三相的傳感光纖長度一致，捆扎在一起；傳感光纖至第二相后按步驟2的方法繼續圍繞第二相導體順時針盤繞一圈，確保盤繞完成后的傳感光纖起點與終點空間位置重合，并進行固定；

步驟6：將步驟5余下的傳感光纖沿步驟2時第一相→第二相的路徑反向布線至第一相，這一段傳感光纖與第一相→第二相的傳感光纖長度一致，捆扎在一起；傳感光纖至第一相后按步驟1的方法繼續圍繞第一相導體順時針盤繞一圈；

步驟7：將反射鏡固定在傳感光纖的尾端，確保反射鏡與波片的空間位置重合，并進行固定。

3.如權利要求1或2所述的一種全光纖電流互感器，其特征在于：所述采集單元包括光源、耦合器、相位調制器、光探測器和調制解調電子電路，所述光源用于產生符合要求的光信號；所述耦合器將前述光源產生的光信號傳輸至相位調制器，并將從一次傳感器經由傳輸光纜返回的光信號傳到光探測器中；所述相位調制器對光信號進行調制；所述光探測器接收耦合器傳過來的光信號，并轉換為電信號送入調制解調電子電路進行運算；所述調制解調電子電路對相位調制器施加調制信號并進行解調運算，計算出零序電流值。

4.一種基于如權利要求1所述的全光纖電流互感器測量發電機機端零序電流的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將待測發電機機端的三相導體分別放置在一次傳感器的三個光纖傳感環中；

（2）采集單元產生偏振光信號，進行調制后通過傳輸光纜傳輸至一次傳感器中并先后通過三個光纖傳感環，所述偏振光在光纖傳感環中傳輸時，分別受到各相導體電流磁場的影響而產生與磁場成正比例的相位角偏移，所述光信號再經反射鏡反射后，沿原光路返回，相位角偏移量加倍；

（3）前述被反射的光信號通過傳輸光纜進入采集單元，進行調制后分成兩束光，其中一束被轉換為電信號后進行解調運算，通過解析其中攜帶的相位角偏移量計算出零序電流值。