一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有温度补偿的光纤电流互感器，该光纤电流互感器的宽谱光源（４）与分光器（６）之间连接有消偏器（５），分光器（６）与计算补偿单元（１）之间连接有温度获取单元（７），分光器（６）与数据处理单元（２）之间连接有电流获取单元（８），数据处理单元（２）连接在计算补偿单元（１）上，计算补偿单元（１）与电流获取单元（８）之间连接有调制信号发生单元（３）。本发明专利技术的光纤电流互感器利用计算补偿单元中的温度－电流曲线关系，在计算补偿单元中对温度和电流进行同步处理，提高了本发明专利技术光纤电流互感器实时检测及电流输出的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤电流互感器，更特别地说，是指一种具有双温度源补偿模式的光纤电流互感器。
技术介绍
光纤电流互感器是基于Ampere定律和Faraday磁光效应原理的，该光纤电流互 感器通过测量在传感光纤内传输的模式正交的两束偏振光间由于敏感导线内电流量而产 生的相位差来间接地测量出电流值。 在传感光纤中，由于Faraday磁光效应作用，两束圆偏振光传输速度不同，从而 产生Faraday相差。当两束圆偏振光传输到传感光纤末端时，产生镜面反射，两束光在模 式互换(左旋变右旋，右旋变左旋)后沿原光路返回，Faraday效应加倍增强，并且在入/4 光纤波片处再次转换成两束模式正交的线偏振光，在起偏器处发生干涉。 应用在电网中的光纤电流互感器，由于环境温度对输出电流的非线性影响，其 影响的因素有 1.磁光效应系数随温度变化而改变； 2. A /4光纤波片的延迟性随温度变化而改变； 3.传感光纤随温度变化会产生内应力； 4.相位调制器的V Ji随温度变化而改变； 5.模拟电路器件温度特性的非线性。 因此采用常规光纤电流互感器测量获得的输出电流的精度不高，影响了电网中 电流的准确计量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够使电流测量精确达到0.1%的、且具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器。 本专利技术是一种光纤电流互感器，其包括有宽谱光源、消偏器、分光器、温度获 取单元、电流获取单元、调制信号发生单元、数据处理单元和计算补偿单元；宽谱光源 与分光器之间连接有消偏器，分光器与计算补偿单元之间连接有温度获取单元，分光器 与数据处理单元之间连接有电流获取单元，数据处理单元连接在计算补偿单元上，计算 补偿单元与电流获取单元之间连接有调制信号发生单元；所述的温度获取单元输出第一 温度L、第二温度T2给计算补偿单元；所述的电流获取单元输出数字电流信息DL给数 据处理单元，数据处理单元对数字电流信息DIm进行电流提取得到检测电流Im后输出给 计算补偿单元；所述的计算补偿单元用于实现对光纤电流传感器的温度补偿。计算补偿 单元中设有温度补偿模块，该温度补偿模块由模数转换单元、环境温度拾取单元和补偿 电流输出单元组成；补偿电流输出单元中存储有温度-电流曲线关系数据；计算补偿单 元第一方面对接收到的第一温度^和第二温度T2分别在模数转换单元进行处理获得第一4数字温度和第二数字温度DT2输出给环境温度拾取单元；计算补偿单元第二方面应 用环境温度拾取单元对接收到的第一放大温度和第二放大温度DT2进行求取工作环境温度AT计算，<formula>formula see original document page 5</formula>工作环境温度AT的范围为-45t: +6(rC ;计算补偿单元第三方面应用补偿电流输出单元对接收到的工作环境温度AT根据温度-电流曲 线进行电流温度补偿因子cf求取，得到测量电流T。ut二cfXI"计算补偿单元第四方面输 出电压调整信号给调制信号发生单元；调制信号发生单元根据电压调整信号产生调制电 压信号V作用到电流获取单元中的相位调制器上。 所述的一种光纤电流互感器，温度获取单元和电流获取单元能够分别设置三 相；即结构相同的第一温度获取单元、第二温度获取单元和第三温度获取单元；即结构 相同的第一电流获取单元、第二电流获取单元和第三电流获取单元；即结构相同的第一 调制信号发生单元、第二调制信号发生单元和第三调制信号发生单元。 本专利技术具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器具有的优点在于 (1)采用计算补偿单元和数据处理单元的双模式，并对温度和电流进行不同处理 器的划分；在计算补偿单元中对温度和电流进行同步处理，提高了本专利技术光纤电流互感 器实时检测及电流输出的准确性。 (2)采用模块化的划分多个部件，使得各个模块实现的功能权责分明，易于出现 故障时进行单模块的检测，方便了维护。 (3)电流传感信号的传输和温度传感信号的传输均采用光纤，很容易解决高压绝 缘问题，完全适合高电压、大电流的电网中使用。 (4)本专利技术光纤电流互感器采用两个处理器对多个部件进行软件化的模块划分， 更加利于单相光纤电流互感器的组成和三相光纤电流互感器的组成。 本专利技术的采用双温度源对该光纤电流互感器进行的温度补偿能够实现的优点在 于 (A)光纤温度传感器能够实时、准确地测量出光纤电流传感器所在位置的温度， 并且利用DSP内嵌A/D采样，这样提高了本专利技术的光纤电流互感器整体的实时性和可靠 性，降低了生产成本。 (B)双温度获取单元通过第一传输光纤实现温度信号传输，从而实现低成本解决了光纤电流传感器所在位置的温度测量问题，以及高电压下的绝缘问题。 (C)电流获取单元通过第二传输光纤实现高电压大电流的变电站环境中导线中电流的传输，从而实现低成本解决了本专利技术设计的光纤电流互感器在高电压下的绝缘问题。 (D)专利技术人采用多个实验获得的数据进行拟合得到的温度-电流曲线，在计算补 偿单元中应用温度-电流曲线进行实时电流补偿，提高了光纤电流互感器输出电流的精 度。 (E)在三相的光纤电流互感器的补偿过程中，对输入的三相温度和三相电流，计 算补偿单元以简单的先入先出方式进行处理，提高了系统对输出电流的响应时间。 (F)经温度-电流曲线取得温度补偿因子进行温度补偿后，本专利技术的光纤电流互 感器的输出电流精度达到了 ±0.1%。3〃页附图说明 图1是本专利技术的单相光纤电流互感器的结构框图。图2是本专利技术的三相光纤电流互感器的结构框图。 图3是本专利技术光纤电流互感器中的温度获取单元的结构图。 图3A是本专利技术光纤电流互感器中的温度获取单元的另一结构图。 图4是本专利技术光纤电流互感器中的电流获取单元的结构图。 图4A是本专利技术光纤电流互感器中的电流获取单元的另一结构图。 图5是本专利技术光纤电流互感器中计算补偿单元对双温度(Tp T2)与检测电流(Im)的处理流程图。 图5A是本专利技术光纤电流互感器中计算补偿单元中保存的温度-电流曲线。 图6是本专利技术调制信号发生单元的结构图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。 参见图l所示，本专利技术的一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感 器，其包括有宽谱光源4、消偏器5、分光器6、温度获取单元7、电流获取单元8、调制 信号发生单元3、数据处理单元2和计算补偿单元1。所述的计算补偿单元1由芯片硬件 和编写在芯片硬件上双温度源补偿模块构成，该芯片硬件可以是DSP处理器芯片、单片 机或微处理器等，双温度源补偿模块可以采用C语言编写而成。所述的数据处理单元为 FPGA处理器等。 宽谱光源4与分光器6的N端之间连接有消偏器5 ; 分光器6的A端与计算补偿单元1之间连接有温度获取单元7 ; 分光器6的B端与数据处理单元2之间连接有电流获取单元8 ; 数据处理单元2连接在计算补偿单元1上； 计算补偿单元1与电流获取单元8之间连接有调制信号发生单元3。 所述的温度获取单元7输出第一温度1、第二温度T2给计算补偿单元1 ; 所述的电流获取单元8输出数字电流信息DIm给数据处理单元2，数据处理单元 2对数字电流信息DIm进行电流提取得到检测电流L输出给计算补偿单元l 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤电流互感器，其特征在于：该光纤电流互感器包括有宽谱光源（４）、消偏器（５）、分光器（６）、温度获取单元（７）、电流获取单元（８）、调制信号发生单元（３）、数据处理单元（２）和计算补偿单元（１）；宽谱光源（４）与分光器（６）之间连接有消偏器（５），分光器（６）与计算补偿单元（１）之间连接有温度获取单元（７），分光器（６）与数据处理单元（２）之间连接有电流获取单元（８），数据处理单元（２）连接在计算补偿单元（１）上，计算补偿单元（１）与电流获取单元（８）之间连接有调制信号发生单元（３）；　　所述的温度获取单元（７）输出第一温度Ｔ↓［１］、第二温度Ｔ２给计算补偿单元（１）；　　所述的电流获取单元（８）输出数字电流信息ＤＩ↓［ｉｎ］给数据处理单元（２），数据处理单元（２）对数字电流信息ＤＩ↓［ｉｎ］进行电流提取得到检测电流Ｉ↓［ｉｎ］后输出给计算补偿单元（１）；　　所述的计算补偿单元（１）用于实现对光纤电流互感器的温度补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京齐瑞得电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]