[發明專利]一種光學電流互感器

在審

• 申請號: 201410055347.6
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103792404A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 胡顯滔
• 申請（專利權）人: 北京百象電氣成套設備有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學電流互感器。

背景技術

現代電力系統需要測量準確、絕緣安全和數字輸出的電流互感器。傳統的電磁式電流互感器由于存在磁路飽和的問題，暫態測量精度不能很好滿足保護控制和動態觀測的要求；絕緣安全性不理想，絕緣安全故障時有發生；模擬量輸出等問題，已經不能滿足數字電力系統建設的需要。隨著現代光纖技術、電子技術的發展，電子式電流互感器取代傳統的電磁式電流互感器已成為發展的必然趨勢。

目前，電子式電流互感器主要有兩種：空心線圈電子式電流互感器和光學電流互感器。空心線圈電子式電流互感器用空心線圈作為傳感線圈，傳感線圈將高壓母線電流感應為合適的電流，經過取樣電阻模塊轉換成電壓信號，實現對高壓母線電流的測量。空心線圈由于不帶鐵心，易受外界電磁干擾，同時其線圈的繞制形狀和工藝要求很高，而且線圈骨架還在一定程度上手溫度等壞境因素的影響，溫度穩定性較差，使得其測量精度不能達到很高；而且，由于其高壓側信號處理電路需要長期可靠的供電電源，供電電源設計和低功耗是現有技術的空心線圈電子式電流互感器研究的難點和關鍵技術。現有高壓電源技術中主要有激光供能和懸浮式電源兩種。激光供能，由于半導體材料的特性決定了大功率激光器的壽命一般僅在幾年左右，遠不能滿足電力系統測量對互感器長期穩定運行的要求。懸浮式電源，由于高壓母線電流過小時存在工作死區，在高壓母線出現短路大電流時，需要設計專門電路吸收多余的能量，使得懸浮式電源供電可靠性降低。電源供電的不穩定，將大大影響電流互感器的測量精確度。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于解決現有技術的缺陷，提供一種測量精度高、溫度穩定性好以及長期運行可靠性高的光學電流互感器。

本發明提供了一種光學電流互感器，包括：

算法實現單元，所述算法實現單元包括數字信號調解模塊、工頻濾波模塊、故障判斷模塊和系數校正模塊，數字信號解調模塊的第一信號輸出端與工頻濾波模塊的第二信號輸入端相連，數字信號解調模塊的第二信號輸出端與系數校正模塊的第一信號輸入端相連，工頻濾波模塊的數據信號輸出端與故障判斷模塊的數據信號輸入端相連，故障判斷模塊的數據信號輸出端與系數校正模塊的第二數據信號輸入端相連，系數校正模塊的數據信號輸出端與二次電力設備的信號輸入端相連，系數校正模塊的數據信號輸出端即光學電流互感器的數據信號輸出端；

光學電流傳感器，所述光學電流傳感器設置在電力輸電母線上，光學電流傳感器的數據信號輸出端與算法實現單元中數字信號解調模塊的數據信號輸入端相連，所述光學電流傳感器由光學電流傳感單元、光源、光電檢測器和模擬信號處理電路組成，所述光源的光線出射端與光學電流傳感單元的光線入射端相連，光學電流傳感單元的信號輸出端與光電檢測器的信號輸入端相連，光電檢測器的數據信號輸出端與模擬信號處理電路的數據信號輸入端相連，模擬信號處理電路的數據信號輸出端即光學電流傳感器的數據信號輸出端，所述光線電流互感器的數據信號輸出端即系數校正模塊的數據信號輸出端；以及

校正器，所述校正器設置在電力輸電母線上，所述校正器包括輕載線圈模塊、取樣電阻模塊、高壓供電電源模塊、高壓側電路和低壓側電路，高壓側電路由過壓保護電路、偏置電路、頻率調制電路和高壓電學轉換電路組成，低壓側電路由低壓電光轉換電路和信號解調電路組成，輕載線圈模塊的信號輸入端即校正器的信號輸入端，輕載線圈模塊的信號輸出端與取樣電阻模塊的信號輸入端相連，取樣電阻模塊的信號輸出端與高壓側電路中的過壓保護電路的信號輸入端相連，過壓保護電路的信號輸出端與偏置電路的信號輸入端相連，偏置電路的信號輸出端與頻率調制電路的信號輸入端相連，頻率調制電路的信號輸出端與高壓電光轉換電路的信號輸入端相連，高壓電光轉換電路的信號輸出端即高壓側電路的信號輸出端，高壓電光轉換電路的信號輸出端與低壓側電路中的低壓電光轉換電路的信號輸入端相連，低壓電光轉換電路的信號輸出端與信號調解電路的信號輸入端相連，信號解調電路的信號輸出端即校正器的數據信號輸出端，高壓供電電流模塊的四個供電電源輸出端同時與高壓側電路中的過壓保護電路的供電電源輸入端、偏置電路的供電電源輸入端、頻率調制電路的供電電源輸入端和高壓電光轉換電路的供電電源輸入端相連，所述校正器的數據信號輸出端與算法實現單元中工頻濾波模塊的第一數據信號輸入端相連。