[發明專利]一種閉環反饋控制的電流互感器

在審

• 申請號: 201711086983.5
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN109752580A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 袁亮;韓笑;步夢瓊;翟鵬飛;劉萬成;李文明;范冬冬;李寶明
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R15/24
• 分類號: G01R15/24
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種閉環反饋控制的電流互感器，包括全光纖傳感環1、保偏光纖2和采集器3，采集器3包括光源4、光纖耦合器5、光纖起偏器6、直波導相位調制器7、保偏光纖延遲環8、光電探測器12、信號調理電路13、A/D轉換器14、處理模塊15和D/A轉換器16，全光纖傳感環1包括光纖波片9、保圓傳感光纖10和光纖反射鏡11。通過光電探測器12、信號調理電路13、A/D轉換器14、處理模塊15和D/A轉換器16形成的閉環反饋環能夠對傳感光路相位狀態進行反饋控制。因此，通過該電流互感器內部各元器件的配合使用以及閉環反饋控制，能夠提升光纖電流互感器的檢測可靠性，實現高可靠性檢測。

技術領域

本發明涉及一種閉環反饋控制的電流互感器。

背景技術

柔性直流電網系統與交流系統有很大不同，故障有其自身的特點，主要體現在以下幾個方面：1)故障電流上升迅速；2)影響范圍廣；3)故障定位困難；4)直流斷路設備技術難度高；5)多種電力電子單元交互影響。柔性直流系統需要采用高速數字測量技術，對于測量系統的響應時間、動態范圍、精度要求很高，新型的適用于高壓、大容量柔性直流的高速測量關鍵技術和設備亟待研究。

隨著柔性輸電系統中直流斷路器高速動作及換流閥控裝置保護快速動作需求，對全光纖電流互感器的采樣率和響應時間提出更高要求，因此研究一種閉環反饋控制的快速響應全光纖電流互感器至關重要，但是，現有的這類電流互感器的檢測可靠性均不高，無法實現高可靠性檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種閉環反饋控制的電流互感器，用以解決現有的光纖電流互感器檢測可靠性不高的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括一種閉環反饋控制的電流互感器，包括全光纖傳感環(1)、保偏光纖(2)和采集器(3)，所述采集器(3)包括光源(4)、光纖耦合器(5)、光纖起偏器(6)、直波導相位調制器(7)、保偏光纖延遲環(8)、光電探測器(12)、信號調理電路(13)、A/D轉換器(14)、處理模塊(15)和D/A轉換器(16)，所述全光纖傳感環(1)包括光纖波片(9)、保圓傳感光纖(10)和光纖反射鏡(11)；光源(4)連接光纖耦合器(5)的光信號輸入端，所述光纖耦合器(5)的光信號輸入輸出端連接所述光纖起偏器(6)，所述光纖起偏器(6)、直波導相位調制器(7)、保偏光纖延遲環(8)、保偏光纖(2)、光纖波片(9)、保圓傳感光纖(10)和光纖反射鏡(11)沿光路依次連接，其中，光纖起偏器(6)和直波導相位調制器(7)進行45°對軸連接；光纖耦合器(5)的光信號輸出端輸出連接所述光電探測器(12)，所述光電探測器(12)的輸出端連接信號調理電路(13)的輸入端，所述信號調理電路(13)、A/D轉換器(14)、處理模塊(15)和D/A轉換器(16)依次電連接，所述D/A轉換器(16)的調制信號輸出端輸出連接所述直波導相位調制器(7)。

本發明提供的電流互感器具有閉環反饋控制功能，光源發出的原始光信號經過光纖耦合器和光纖起偏器后變為線偏振光，線偏振光依次經過直波導相位調制器、保偏光纖延遲環和保偏光纖后進入全光纖傳感環，經光纖波片變換為圓偏振光進入保圓傳感光纖感應一次電流，被光纖反射鏡反射后沿原路返回再次受一次電流磁場影響，經過光纖波片的反變換作用變為攜帶一次電流信息的調制光信號，沿原路返回在光纖起偏器處發生光的干涉，干涉光信號經過光纖耦合器的分光作用后進入光電探測器后變換為模擬電壓信號，由電路傳導至信號調理電路進行處理，經由A/D轉換器轉換為數字信號傳輸至處理模塊，經過處理之后一路輸出，另一路發送至D/A轉換器變為模擬信號送至直波導相位調制器，在模擬信號的作用下對傳感光路相位狀態進行反饋控制，使系統被伺服控制在零相位狀態，形成閉環工作。因此，通過該電流互感器內部各元器件的配合使用以及閉環反饋控制，能夠提升光纖電流互感器的檢測可靠性，實現高可靠性檢測。

所述處理模塊(15)為FPGA。

所述直波導相位調制器(7)為鈮酸鋰光學相位調制器。