[發(fā)明專利]一種無源光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制型電流互感器及母線電流檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810631460.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN108732405B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋樸;程澄;鄧路
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01R15/24
• 分類號(hào): G01R15/24;G01R19/25
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 許峰

本發(fā)明公開了一種無源光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制型電流互感器及母線電流檢測(cè)方法，避免了電子式互感器一次端供電帶來的問題，且實(shí)現(xiàn)電流信息的傳遞，解決了傳統(tǒng)光學(xué)電流互感器可靠性低的難題。電流互感器設(shè)備包括反饋光信號(hào)模塊、控制光信號(hào)模塊、一次電流傳感器、反射型光調(diào)制器、無源頻壓模塊、第二光探測(cè)器、第二耦合器、反射鏡、處理器、第一光纖和第二光纖；一次電流傳感器、反射型光調(diào)制器、無源頻壓模塊、第二光探測(cè)器、第二耦合器依次連接，第二耦合器的第三光端口和反射鏡連接，第二耦合器的第一光端口和控制光信號(hào)模塊連接；反射型光調(diào)制器的雙向光端口和反饋光信號(hào)模塊的雙向光端口連接；反饋光信號(hào)模塊和控制光信號(hào)模塊分別與處理器連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)保護(hù)和計(jì)量領(lǐng)域，特別涉及一種無源光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制型電流互感器及母線電流檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在電力生產(chǎn)、電力傳輸及電力設(shè)備的運(yùn)行中，需要對(duì)其中各種物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中最重要的物理量是電流和電壓。獲取電流和電壓信息的傳感器設(shè)備是互感器。互感器將高電壓側(cè)的大電流或高電壓轉(zhuǎn)換為低壓側(cè)的小電流或低電壓。準(zhǔn)確、可靠、高性能的互感器是保證電網(wǎng)安全、可靠、高效運(yùn)行的重要保證之一。

傳統(tǒng)互感器以電磁式互感器為主，但是長期運(yùn)行中暴露出其所固有的磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小、頻帶范圍窄、易燃、易爆等缺點(diǎn)。同時(shí)，隨著電網(wǎng)的運(yùn)行電壓等級(jí)越來越高，傳統(tǒng)互感器的絕緣設(shè)計(jì)將變得非常復(fù)雜，體積、重量以及造價(jià)也急劇增加。

近幾十年來，電子式電流互感器(ECT)和光學(xué)電流互感器(OCT)逐步興起，逐漸取代了傳統(tǒng)的電磁式互感器。電子式互感器采用一次電流傳感器將母線中的電流轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，并通過A/D采集后，通過光纖將信號(hào)送到低壓端。該技術(shù)具有絕緣性能優(yōu)良、體積小、造價(jià)低、電磁兼容性好、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；并且由于不含鐵芯，消除了無磁飽和、鐵磁諧振等問題。但是，在高壓一次端的有源電子器件需要額外進(jìn)行供電。這在一定程度上提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性。

光學(xué)電流互感器(OCT)是基于法拉第效應(yīng)(Farady Effect)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線電流的傳感。該技術(shù)在一次端無需電源，因此簡(jiǎn)化了一次端的結(jié)構(gòu)。但是，由于光信號(hào)的偏振態(tài)易受周圍環(huán)境，諸如溫度、振動(dòng)的影響，因此OCT技術(shù)復(fù)雜，成本較高，且可靠性偏低，這影響了該技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種無源光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制型電流互感器，電流互感設(shè)備在一次端無有源器件，避免了電子式傳感器一次端供電帶來的問題，且采用通過調(diào)制光波的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)電流信息的傳遞，解決了傳統(tǒng)OCT可靠性低的難題；另外，還提供一種母線電流檢測(cè)方法，該方法測(cè)量精度高。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種無源光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制型電流互感器，該電流互感器設(shè)備包括：反饋光信號(hào)模塊、控制光信號(hào)模塊、一次電流傳感器、反射型光調(diào)制器、無源頻壓模塊、第二光探測(cè)器、第二耦合器、反射鏡、處理器、第一光纖和第二光纖；其中，所述一次電流傳感器的輸出電端口和反射型光調(diào)制器的第一輸入電端口連接，反射型光調(diào)制器的第二輸入電端口和無源頻壓模塊的輸出電端口連接，無源頻壓模塊的輸入電端口和第二光探測(cè)器的輸出電端口連接，第二光探測(cè)器的輸入光端口和第二耦合器的輸出光端口連接，第二耦合器的第三光端口和反射鏡連接，第二耦合器的第一光端口通過第二光纖和控制光信號(hào)模塊連接；反射型光調(diào)制器的雙向光端口通過第一光纖和反饋光信號(hào)模塊的雙向光端口連接；反饋光信號(hào)模塊和控制光信號(hào)模塊分別與處理器連接。

作為優(yōu)選例，所述的反饋光信號(hào)模塊包括光源、光環(huán)形器和第一光探測(cè)器，光環(huán)形器的第一光端口與光源的輸出光端口連接，光環(huán)形器的第二光端口與第一光纖的光端口連接，光環(huán)形器的第三光端口與第一光探測(cè)器的輸入光端口連接，第一光探測(cè)器的輸出電端口與處理器的第一端口連接。