[發明專利]一種用于光學電流互感器的信號處理裝置

在審

• 申請號: 201610260823.7
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105785110A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王文慶
• 申請（專利權）人: 東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R35/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術領域：

本發明屬于電流測量技術領域，具體是涉及一種用于光學電流互感器 的信號處理裝置。

背景技術：

電流互感器時電力系統計量和保護控制的重要設備，電磁式電流互感 器經過長期發展，其測量穩態電流的精度可達萬分之幾，甚至更高，可是 在短路故障情況下電磁式電流互感器出現嚴重的磁飽和現象，導致二次輸 出電流波形失真，不能描述短路電流的過渡過程，這時繼電器保護誤動和 拒動的主要原因之一。今后，電力系統的監視與控制將走向全時間過程， 從局部走向全局。繼電保護的誤動和拒動會給電力系統帶來災難性的事故， 因此，人們正在構建電力系統安全防御體系，傳統的電磁式電流互感器不 能反映電網動態過程，迫切需要新型的電流互感器，于是基于法拉第磁光 效應的光學電流互感器受到重視。

基于法拉第磁光效應的光學電流互感器具有很多優點：具有與電流大 小和波形無關的線性化動態響應能力；傳感頭由絕緣材料制成，絕緣性能 天然優良。但是現有的基于法拉第磁光效應的光學電流互感器也存在著如 下缺點：一個是測量精度受到環境溫度的影響，另一個是長期運行穩定性 問題，光學電流互感器及其信號處理裝置不能為繼電保護提供高保真的測 量數據，繼電保護的動作可靠性差。

發明內容：

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術中光學電流互感器及 其信號處理裝置測量精度受到環境溫度的影響，穩定性不高，不能為繼電 保護提供高保真的測量數據，繼電保護的動作可靠性差，從而提出一種用 于光學電流互感器的信號處理裝置。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于光學電流互感器的信號處理裝置，包括：高穩定可控電流源、 受控發光源、光分路器、傳感磁光光路結構、第一光電探測器、第二光電 探測器、自適應信號處理系統、外部輸出系統。

所述高穩定可控電流源、所述受控發光源、所述光分路器依次連接。

所述光分路器第一路與第一光電探測器連接，所述光分路器第二路通 過所述傳感磁光光路結構與第二光電探測器連接。

所述第一光電探測器與所述第二光電探測器的輸出端分別與所述自適 應信號處理系統連接。

所述自適應信號處理系統包括與第一模數轉換器、第二模數轉換器、 穩態電流參考單元、小波分析器、Kalman自適應濾波器、橫向濾波器組， 所述第一模數轉換器的輸入端與所述第一光電探測器連接，所述第二模數 轉換器的輸入端與所述第二光電探測器連接，所述穩態電流參考單元的輸 入端與所述第一模數轉換器的輸出端連接，所述小波分析器的輸入端與所 述第二模數轉換器的輸出端連接，所述橫向濾波器組的輸入端與所述第二 模數轉換器的輸出端連接，所述Kalman自適應濾波器的輸入端與所述小波 分析器的輸出端連接，所述穩態電流參考單元的輸出端與所述橫向濾波器 組的輸出端經過比較器后與所述Kalman自適應濾波器的輸入端連接，所述 Kalman自適應濾波器的輸出端與所述橫向濾波器組連接。

所述外部輸出系統與所述自適應信號處理系統連接。

作為上述技術方案的優選，所述傳感磁光光路結構由依次相連的輸入 準直器、起偏器、磁光材料、檢偏器和平行輸出準直器組成。

作為上述技術方案的優選，所述輸入準直器、所述起偏器、所述磁光 材料、所述檢偏器、所述平行輸出準直器設置于非導磁材料的殼體內。

作為上述技術方案的優選，所述外部輸出系統包括數模轉換輸出端口， 所述數模轉換輸出端口通過隔離放大器與外部模擬設備連接。

作為上述技術方案的優選，所述外部輸出系統包括以太網輸出端口， 所述以太網輸出端口通過光電隔離器與合并器連接，所述合并器與外部數 字設備連接。

本發明的有益效果在于：其通過設置自適應信號處理系統，對輸入的 信號分別進行Kalman自適應濾波、小波實時分析、數字濾波算法等自適應 運算處理后，可以得到與溫度漂移無關的高精度的電流穩態和暫態測量值， 受到環境溫度等的影響較小，穩定性高，對光學傳感信息進行濾波，極大 地消除了被測電流中的噪聲和光電探測器的噪聲，提高了測量的準確度， 能夠為繼電保護提供高保真的測量數據，繼電保護的動作可靠性好；其通 過設置外部輸出系統，可以滿足模擬量輸出和數字量輸出兩種輸出方式， 抗干擾性能強，穩定性好。

附圖說明：