一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，属于电力系统领域。其特征在于：包括：光发送端（1）、光接收端（2）以及光纤（3），涉及电力系统自动化中广泛应用的电流互感器，适用于配电自动化系统中各种电缆和架空线路的电流信号的获取，属于电子技术领域、电力自动化领域、光电转换及光信号传输领域。包括电磁线圈、取电模块、电流采集模块、标尺模块、电光转换模块、光信号传输模块、光电转换模块、电信号处理模块、信号跟踪模块等，各模块相互连接相互协调。该电子式电流互感器测量准确、造价低廉，并且可以通过光纤实现模拟电流信号的传输，可替代配电自动化系统中传统的通过电缆连接的一次侧电流互感器和二次侧电流互感器。
【技术实现步骤摘要】
一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器
一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，属于电力系统领域。
技术介绍
在电力生产、电力传输系统及电力设备中，使用互感器来配合仪表、保护装置测量电流和电能，计量电力系统各部分所耗电能及保护电力系统安全运行。目前，电力系统使用传统的电磁式电流互感器(CO、电磁式电压互感器(PT)测量电流、电压已有百年历史，且依然是当前电力系统使用的主流产品。然而，对现代智能二次装置来说，其输出容量远远多余，此外，随着电力系统电压等级的不断提高，传输的电力容量越来越大，传统的电磁式电流、电压互感器因其传感机理而出现其自身不可克服的问题。 随着计算机技术、电力自动化技术的发展，许多新技术、新器件在电力系统中开始应用。电压电流互感器作为电力监控最基本也是最重要的检测设备，其相关技术的发展和应用越来越受到人们的重视。电磁技术的发展，大大提高了电磁式电流互感器的线性度、抗饱和度等性能，而计算机技术的采用则推动了电子式电流互感器的诞生和发展。光信息科学与技术的发展，又使得光纤传输在电力系统获得广泛应用。 随着电网智能化的发展，出现了许多传统互感器的替代产品。当前普遍采用或正在推出的电流互感器主要有: I)传统电磁式电流互感器。输出容量大，性能稳定，但存在高压绝缘、含油爆炸、电磁干扰、二次输出开路、体积大、能耗高、成本高等缺点。 2)利用罗氏线圈或铁芯线圈的低功率小信号电流互感器，通过屏蔽双绞线将信号传送给二次设备。虽然解决了传统互感器体积大、能耗高、成本高的缺点，但仍存在抗干扰能力差、无法实现与高压系统的电气隔离等缺点。 3)利用法拉第效应的光学电流互感器，又称为无源电子式电流互感器。光学电流互感器又分为磁光电流互感器和全光纤电流互感器。磁光电流互感器在高压变电站的户外恶劣环境下，电场、温度、振动等对其性能影响很大，反映出随时间的长期漂移，磁光电流互感器的长期稳定性是影响其最终实用化的关键问题，也是一个至今未得到解决的问题。全光纤电流互感器除了测量稳定性、可靠性难以保证以外，还因其需要激光二极管、保偏光纤等昂贵的光学器件而难以得到推广使用。 4)有源电子式电流互感器，是实用化程度较高的互感器。采用大电流CT功能和小电流激光功能相结合的供电方式，并通过电子电路将模拟电流信号转换为数字信号，经光电转换为光脉冲，由光纤将数字信号传输至低压测。其低压测接收电路简单，可直接与计算机进行数据通信。但是其高压测的模数转换需要采样和时序控制，电路复杂、能耗高，需要激光供能，激光器件成本高，寿命短。输出的数字信号，受采样频率限制，频带受限，不利于故障信息监测。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，该电子式电流互感器测量准确、造价低廉，并且可以通过光纤实现模拟电信号的传输。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:该采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于:包括: 光发送端，线路一次侧模拟电流信号接入光发送端的输入端，在光发送端内转换为光信号后由光发送端的输出端将光信号输出； 光接收端，其输入端与光发送端的输出端相连，接收光发送端发出的光信号，将接收到的光信号转换为电信号，将电信号进行补偿后输出； 以及光纤，用于连接光接收端输入端与光发送端的输出端。 优选的，所述的光发送端包括: —电磁线圈，其输入端接入线路一次侧模拟电流信号； —信号整合电路，其输入端与电磁线圈的输出端相连，将电磁线圈输出的模拟电流信号进行叠加； 一供电电路,其输入端同时与电磁线圈的输出端相连，其输出端与信号整合电路相连，用于对光发送端进行供电； 一电信号转换发射模块，其信号输入端与信号整合电路的输出端相连，其供电输入端与供电电路的输出端相连，其输出端连接光纤，将信号整合电路叠加后的信号进行转换、输出。 优选的，所述的信号整合电路包括: 一电流信号采集电路，其输入端与电磁线圈的输出端相连，用于获取电磁线圈输出的待传输的模拟电流信号并进行输出； —标尺信号生成模块，生成与待传输的模拟电流信号相配合的标尺信号； 一信号混合电路，其输入端分别与电流信号采集电路以及标尺信号生成模块的输出端相连，其输出端与所述的电信号转换发射模块的输入端相连，将电流信号采集电路输出的待传输的模拟电流信号以及标尺信号生成模块生成标尺信号进行叠加，使之成为混合电信号； 电流信号采集电路、标尺信号生成模块、信号混合电路均与所述的供电电路相连并由其供电。 优选的，所述的电信号转换发射模块包括: —电光转换电路，其输入端与信号混合电路的输出端相连，将信号混合电路输出的混合电信号转换为光信号； 一光发射端口，用于连接电光转换电路与光纤，将电光转换电路转换得到的光信号进行输出； 电光转换电路以及电信号转换发射模块均与所述的供电电路相连并由其供电。 优选的，所述的标尺信号生成模块包括:直流标尺信号生成模块以及交流标尺信号生成模块； 交流标尺生成模块由正弦波发生器实现，用以生成交流标尺信号；直流标尺信号生成模块用于生成直流标尺信号。 优选的，所述的供电电路包括: 一取电电路，其输入端与电磁线圈的输出端相连，其内设置有整流电路以及稳压电路，将电磁线圈获取的电流源信号进行整流、转换得到电压源信号； 一储能元件，用于存储电能； —稳压电源，其输出端与所述的电流信号米集电路、标尺信号生成模块、信号混合电路、电光转换电路以及电信号转换发射模块相连，用于输出其工作所需的电压。 优选的，所述的光接收端包括: 一光信号接收转换模块，其输入端通过光纤与光发送端相连，用于接收光发送端发出的光信号并将接收到的光信号进行转换； 一信号调理电路，其输入端与光信号接收转换模块的输出端相连，将接收到的信号进行分离、补偿、输出。 优选的，所述的光信号接收转换模块包括: 光接收端口，与光纤连接，通过光纤与光发送端相连； 光电转换电路，其输入端与光接收端口相连，将光接收端口接收到的的光信号转换为电信号并输出至信号调理电路。 优选的，所述的信号调理电路包括: —信号分离电路，其输入端与光电转换电路的输出端相连，将光电转换电路输出的电信号进行分离，分离得到模拟电流信号以及标尺信号； 一增益控制电路，其输入端与信号分离电路的输出端相连，接收信号分离电路分离得到的标尺信号，并计算出标尺信号在传输过程中的衰减系数，并将衰减系数作为增益控制信号进行输出； 一信号跟踪电路，其输入端与信号分离电路的输出端相连，接收信号分离电路分离得到的模拟电流信号，信号跟踪电路同时接收增益控制电路输出的增益控制信号，通过增益控制信号对接收到的模拟电流信号进行补偿、输出。 优选的，在所述的光接收端内还设置有一标准信号输出电路，其输入端与信号调理电路的输出端相连。 本技术的关键在于工作电源直接取自线路电流，采用标尺信号对采集的电流信号进行校准，并通过光纤传输模拟信号，该模拟信号充分反应一次线路电流状态，保证被测电流有用的原始信息不失真不丢失。 与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是: 1、可通过光纤直接实现模拟电信号的传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于：包括：光发送端（1），线路一次侧模拟电流信号接入光发送端（1）的输入端，在光发送端（1）内转换为光信号后由光发送端（1）的输出端将光信号输出；光接收端（2），其输入端与光发送端（1）的输出端相连，接收光发送端（1）发出的光信号，将接收到的光信号转换为电信号，将电信号进行补偿后输出；以及光纤（3），用于连接光接收端（2）输入端与光发送端（1）的输出端。
【技术特征摘要】
1.一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于:包括: 光发送端(I)，线路一次侧模拟电流信号接入光发送端(I)的输入端，在光发送端(I)内转换为光信号后由光发送端(I)的输出端将光信号输出； 光接收端(2)，其输入端与光发送端(I)的输出端相连，接收光发送端(I)发出的光信号，将接收到的光信号转换为电信号，将电信号进行补偿后输出； 以及光纤(3 )，用于连接光接收端(2 )输入端与光发送端(I)的输出端。2.根据权利要求1所述的采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于:所述的光发送端(I)包括: 一电磁线圈，其输入端接入线路一次侧模拟电流信号； 一信号整合电路，其输入端与电磁线圈的输出端相连，将电磁线圈输出的模拟电流信号进行叠加； 一供电电路，其输入端同时与电磁线圈的输出端相连，其输出端与信号整合电路相连，用于对光发送端(I)进行供电； 一电信号转换发射模块，其信号输入端与信号整合电路的输出端相连，其供电输入端与供电电路的输出端相连，其输出端连接光纤(3)，将信号整合电路叠加后的信号进行转换、输出。3.根据权利要求2所述的采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于:所述的信号整合电路包括: 一电流信号采集电路，其输入端与电磁线圈的输出端相连，用于获取电磁线圈输出的待传输的模拟电流信号并进行输出； 一标尺信号生成模块，生成与待传输的模拟电流信号相配合的标尺信号； 一信号混合电路，其输入端分别与电流信号采集电路以及标尺信号生成模块的输出端相连，其输出端与所述的电信号转换发射模块的输入端相连，将电流信号采集电路输出的待传输的模拟电流信号以及标尺信号生成模块生成标尺信号进行叠加，使之成为混合电信号; 电流信号采集电路、标尺信号生成模块、信号混合电路均与所述的供电电路相连并由其供电。4.根据权利要求3所述的采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特征在于:所述的电信号转换发射模块包括: 一电光转换电路，其输入端与信号混合电路的输出端相连，将信号混合电路输出的混合电信号转换为光信号； 一光发射端口，用于连接电光转换电路与光纤(3 )，将电光转换电路转换得到的光信号进行输出； 电光转换电路以及电信号转换发射模块均与所述的供电电路相连并由其供电。5.根据权利要求3所述的采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐丙垠，贾明娜，王俊江，王玮，王敬华，张大明，
申请(专利权)人：青岛科汇电气有限公司，山东科汇电力自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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