[發(fā)明專利]一種全光纖電流互感器及測量發(fā)電機機端零序電流的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310582417.9
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104655900A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王耀;許立國;羅蘇南;須雷;李力
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)，還涉及一種基于該結(jié)構(gòu)的測量發(fā)電機機端零序電流的方法，該方法可用于電廠中任意容量的發(fā)電機機端零序電流的測量。

背景技術(shù)

國內(nèi)很多電廠中，中小機組采用多機一變擴大單元接線方式，任一臺發(fā)電機發(fā)生定子接地故障時，所有并列運行的發(fā)電機定子接地保護均將動作跳閘，擴大了跳閘范圍。為了實現(xiàn)多機一變發(fā)電機定子接地保護的選擇性，需要準(zhǔn)確測量發(fā)電機機端零序電流，對于發(fā)電機機端采用銅牌方式的場合，傳統(tǒng)電磁式穿心CT受安裝空間以及磁場不平衡的影響難以實現(xiàn)。

全光纖電流互感器體積小，重量輕，可以在很小的空間內(nèi)安裝；全光纖電流互感器有優(yōu)秀的抗干擾能力，可以有效杜絕光纖傳感環(huán)外的磁場的影響，因此全光纖電流互感器適宜安裝在發(fā)動機機端測量零序電流。

目前采用全光纖電流互感器測量電廠中的零序電流，有兩種配置方案：

（1）A、B、C三相每相分別配置一臺全光纖電流互感器，同時采集三臺互感器的數(shù)據(jù)進行同步并計算出零序電流。這樣的配置方案不受一次導(dǎo)體布置方式的限制，安裝方式較為靈活；但是因為每臺互感器的精度、溫漂、抗干擾、穩(wěn)定性等特性都有一定的差異，導(dǎo)致了最終計算出的零序電流精度難以保證，長期運行易于出現(xiàn)較大誤差。

（2）A、B、C三相一次導(dǎo)體同時放置在一臺全光纖電流互感器的光纖傳感環(huán)中，這樣傳感環(huán)測量到的就是三相電流的共同作用，其輸出即為中性點電流。這樣的配置方案，只需一臺全光纖電流互感器即可實現(xiàn)對零序電流的測量，避免了三臺電流互感器性能差異造成的影響；但是此方案的電流互感器傳感環(huán)尺寸極大，制造工藝很難保證，而且三相導(dǎo)體的布置方式對電流互感器的測量結(jié)果有很大影響，經(jīng)過測試，只有三相導(dǎo)體分布位置空間磁平衡時，電流互感器輸出的零序電流才是準(zhǔn)確的，而多數(shù)電廠中難以實現(xiàn)這樣的條件。

基于以上分析，本發(fā)明人致力于研究一種基于全光纖電流傳感器的，能夠滿足電廠中發(fā)電機端零序電流測量需求的使用方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種全光纖電流互感器，其可實現(xiàn)一臺互感器對發(fā)電機機端三相電流的同時測量，通過三相電流的疊加準(zhǔn)確輸出機端零序電流。

本發(fā)明的另一目的，在于提供一種測量發(fā)電機機端零序電流的方法，其可方便測量任意容量的發(fā)電機機組零序電流，對機端導(dǎo)體的形狀和布置方式?jīng)]有嚴格要求，同時不會受到磁場不平衡的影響。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

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；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(shè)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(huán)，所述3個光纖傳感環(huán)用于對應(yīng)環(huán)套在三相導(dǎo)體的外部，3個光纖傳感環(huán)的圈數(shù)一致、盤繞方向相同，3個光纖傳感環(huán)均實現(xiàn)完全閉合，且形成的任一對光纖傳感環(huán)之間具有2條方向相反的光纖傳感路徑。

上述一次傳感器采用以下列步驟制成的結(jié)構(gòu)：

步驟1：將波片在第一相導(dǎo)體外固定，將傳感光纖從波片位置開始圍繞該相導(dǎo)體順時針方向盤繞成環(huán)狀，將波片的位置確定為盤繞的終點，達到預(yù)定圈數(shù)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(dǎo)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(yù)定圈數(shù)，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(dǎo)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(yù)定圈數(shù)，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(xù)圍繞第三相導(dǎo)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(xù)圍繞第二相導(dǎo)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(xù)圍繞第一相導(dǎo)體順時針盤繞一圈；