[發(fā)明專利]光學電流互感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410094071.2
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN103823106A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屈玉福
• 申請（專利權(quán)）人: 北京恒信創(chuàng)光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 于小寧

本申請是申請日為2012年8月29日，申請?zhí)枮?01280001221.X，發(fā)明名稱為“電流測量系統(tǒng)、光學電流互感器和固定裝置、以及光信號采樣器及其方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)的領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種用于在智能電網(wǎng)中測量導(dǎo)線（例如，輸電線）中的電流的電流測量系統(tǒng)、在該電流測量系統(tǒng)中使用的光學電流互感器和光信號采樣器、用于將光學電流互感器固定到導(dǎo)線上的固定裝置、以及對應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

在電網(wǎng)中，出于各種目的而需要測量輸電線中的電流。在傳統(tǒng)的電流測量系統(tǒng)中，使用電磁式電流互感器來進行電流的測量。然而，電磁式電流互感器存在著諸如絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、安全性能低等缺陷。因此，提出了基于光學電流互感器的電流測量系統(tǒng)。光學電流互感器利用法拉第效應(yīng)來進行電流的測量，即，利用輸電線中的電流產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生與該電流對應(yīng)的光信號，并且通過對該光信號進行采樣和處理，來確定所述電流。與電磁式電流互感器相比，光學電流互感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性好、安全性能好等優(yōu)點。

然而，在傳統(tǒng)的基于光學電流互感器的電流測量系統(tǒng)中，用于對光信號進行采樣的光信號采樣器存在采樣精度低以及相位誤差大等問題，這限制了這種電流測量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。因此，需要一種新的電流測量系統(tǒng)，其能夠以較高的精度和較小的相位誤差來測量傳輸線路中的電流。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到以上問題而做出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種電流測量系統(tǒng)，其能夠提高對光學電流互感器輸出的光信號進行采樣時的采樣精度以及減小相位誤差，從而以較高的精度測量導(dǎo)線中的電流。本發(fā)明的另一目的是提供在所述電流測量系統(tǒng)中使用的光學電流互感器及其固定裝置、光信號采樣器以及對應(yīng)的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于測量導(dǎo)線中的電流的電流測量系統(tǒng)，包括：光學電流互感器，利用所述電流產(chǎn)生的磁場，產(chǎn)生與該電流相對應(yīng)的光信號；光信號采樣器和控制器，所述光信號采樣器包括：光電轉(zhuǎn)換接口單元，將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號包括直流分量信號和交流分量信號；直流分量處理單元，從所述電信號中提取直流分量信號；交流分量處理單元，通過將所述電信號與所述直流分量信號相減，從所述電信號中提取交流分量信號；和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將所述交流分量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字交流分量信號；所述控制器將所述數(shù)字交流分量信號乘以校正系數(shù)，從而獲得所述電流的測量值。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光學電流互感器，用于產(chǎn)生與導(dǎo)線中的電流相對應(yīng)的光信號，該光學電流互感器包括：光發(fā)射器，發(fā)射沿第一方向傳播的光；互感單元，包括：第一偏振器，其光軸處于第一方向上，所述光穿過該第一偏振器以成為線偏振光；第一反射器，將所述線偏振光從第一方向反射到第二方向；磁感應(yīng)器件，被布置在所述磁場中，其光軸處于第二方向上，所反射的光穿過該磁感應(yīng)器件，使得偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)；第二反射器，將從磁感應(yīng)器件出射的光從第二方向反射到第三方向上；以及第二偏振器，其光軸處于第三方向上，所反射的線偏振光穿過該第二偏振器作為所述光信號；其中所述第一偏振器和所述第二偏振器的偏振方向的夾角為45°，并且所述第二方向與所述第一方向和所述第三方向不同。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種光信號采樣器，用于對光信號進行采樣，該光信號采樣器包括：光電轉(zhuǎn)換接口單元，將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號包括直流分量信號和交流分量信號；直流分量處理單元，從所述電信號中提取直流分量信號；交流分量處理單元，通過將所述電信號與所述直流分量信號相減，從所述電信號中提取交流分量信號；和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將所述交流分量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字交流分量信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種固定裝置，用于將光學電流互感器的互感單元安裝到導(dǎo)線上，該固定裝置包括：安裝容器，具有彼此垂直的第一臂和第二臂，在第一臂上具有容納導(dǎo)線的凹槽，在第二臂與所述凹槽相反的一側(cè)上具有用于安裝所述互感單元的空腔，其中，所述互感單元被安裝在空腔內(nèi)，使得該互感單元中的磁感應(yīng)介質(zhì)的光軸與導(dǎo)線中的電流方向垂直；以及至少一個夾具，用于將導(dǎo)線固定到凹槽上。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種光信號的采樣方法，用于對光信號進行采樣，該光信號采樣方法包括：將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號包括直流分量信號和交流分量信號；從所述電信號中提取直流分量信號；通過將所述電信號與所述直流分量信號相減，從所述電信號中提取交流分量信號；和將所述交流分量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字交流分量信號。

附圖說明