[發明專利]測量三相高壓輸電線路電流的方法

在審

• 申請號: 201410612149.5
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104297554A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 申巖;王建國;劉曌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及三相載流導線電流測量領域。

背景技術

傳統電磁式電流互感器技術成熟，可靠性高，并且有著較高的穩態測量精度，在變電站中覆蓋廣泛，但它也有不足之處。電磁式電流互感器的主要缺點有：

1.絕緣結構復雜，體積笨重，造價高，安裝及維護困難；

2.線路故障時電流互感器易發生飽和，造成測量誤差；

3.由互感器引至保護控制設備的電纜容易受到電磁干擾；

4.采用油浸紙絕緣易燃、易爆不安全；

5.對二次側輸出對負荷要求嚴格，若二次負載較大測量誤差就增大，準確度下降；

6.二次側不能開路，否則會感應出高電壓威脅人員及設備安全。

電磁式電流互感器的輸出是模擬信號，已經跟不上現代智能變電站建設的需要。

發明內容

本發明為了解決傳統電磁式電流互感器在三相載流導線電流測量時存在上述缺點，提出了一種測量三相高壓輸電線路電流的方法。

本發明提出的測量三相高壓輸電線路電流的方法是基于以下所述的三相直通式光學電流互感器實現的：

所述三相直通式光學電流互感器包括第一自聚焦透鏡、起偏器、直通式磁光玻璃、分束器、第一檢偏器、第二檢偏器、第二自聚焦透鏡、第三自聚焦透鏡、第一光電轉換器和第二光電轉換器，光線經第一自聚焦透鏡聚焦后入射至起偏器，起偏器將光線轉變為線偏振光后入射至直通式磁光玻璃，線偏振光在直通式磁光玻璃中發生偏轉，直通式磁光玻璃的出射光線入射至分束器，分束器將入射光線分為兩束光線后射出，分束器的一束出射光線經第一檢偏器和第二自聚焦透鏡后入射至第一光電轉換器，分束器的另一束出射光線經第二檢偏器和第三自聚焦透鏡后入射至第二光電轉換器，

所述測量三相高壓輸電線路電流的方法由以下過程實現：

將三相載流導線分布排列呈鈍角三角形，在所述鈍角三角形的三個邊與其垂線的交點處各放置一個三相直通式光學電流互感器，且所述三個三相直通式光學電流互感器的直通式磁光玻璃的光路方向分別與三個邊的連接方向相同，兩條銳角邊的邊長大于不同電壓等級的最小相間距；

當三相載流導線中通有電流時，光線經起偏器后轉變為線偏振光，所述線偏振光通過直通式磁光玻璃時發生偏轉，當光線經分束器分束后分別入射至第一檢偏器和第二檢偏器，獲得經第一檢偏器射出的出射光的光強J_o1以及經第二檢偏器射出的出射光的光強J_o2，并通過J_o1與J_o2獲得線偏振光通過直通式磁光玻璃時發生偏轉的角度再根據法拉第旋光效應獲得載流導線中的電流大小。

有益效果：本發明提出的電流測量方法在測量的過程中，測量出的相應相電流將不受另兩相電流干擾，具有無相間干擾的特點，測量精度更高，測量結果更加準確，絕緣結構簡單，體積小重量輕；動態測量范圍大，不會發生磁飽和；信號由光纖傳送，不會受到電磁干擾；不依靠使用易燃易爆的油來絕緣；精度和負載無關；二次側開路不會產生除了電力系統失去監測之外的危險。

附圖說明

圖1為具體實施方式一所述的三相直通式光學電流互感器的原理示意圖；

圖2為三相直通式光學電流互感器進行三相載流導線電流測量時的位置示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1和圖2說明本具體實施方式，本具體實施方式所述的測量三相高壓輸電線路電流的方法是基于以下所述的三相直通式光學電流互感器實現的：

所述三相直通式光學電流互感器包括第一自聚焦透鏡1、起偏器2、直通式磁光玻璃3、分束器4、第一檢偏器5、第二檢偏器8、第二自聚焦透鏡6、第三自聚焦透鏡9、第一光電轉換器7和第二光電轉換器10，光線經第一自聚焦透鏡1聚焦后入射至起偏器2，起偏器2將光線轉變為線偏振光后入射至直通式磁光玻璃3，線偏振光在直通式磁光玻璃3中發生偏轉，直通式磁光玻璃3的出射光線入射至分束器4，分束器4將入射光線分為兩束光線后射出，分束器4的一束出射光線經第一檢偏器5和第二自聚焦透鏡6后入射至第一光電轉換器7，分束器4的另一束出射光線經第二檢偏器8和第三自聚焦透鏡9后入射至第二光電轉換器10，

所述測量三相高壓輸電線路電流的方法由以下過程實現：

將三相載流導線分布排列呈鈍角三角形，在所述鈍角三角形的三個邊與其垂線的交點處各放置一個三相直通式光學電流互感器，且所述三個三相直通式光學電流互感器的直通式磁光玻璃3的光路方向分別與三個邊的連接方向相同，兩條銳角邊的邊長大于不同電壓等級的最小相間距；