自愈光学电流互感器制造技术

自愈光学电流互感器，涉及电流互感器，它为解决现有光学电流互感器存在着测量精度不高，温度稳定性差，长期运行可靠性差的问题而提出。光学电流传感器和自愈校正器装设在电力输电母线上，光学电流传感器和自愈校正器的数据信号输出端分别与算法实现单元中数字信号解调模块和工频滤波模块的数据信号输入端相连，数字信号解调模块的信号输出端分别连接工频滤波模块和系数校正模块的信号输入端，故障判断模块的数据信号输入、输出端分别连接工频滤波模块的数据信号输出端和系数校正模块的数据信号输入端。自愈光学电流互感器具有测量准确度高、温度稳定性好，可靠性高的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术具体涉及一种电流互感器。
技术介绍
现代电力系统需要测量准确、绝缘安全和数字输出的电流互感器。传统的电磁式电流互感器由于存在磁路饱和问题，暂态测量精度不能很好满足保护控制和动态观测的要求；绝缘安全性不理想，绝缘安全故障时有发生；模拟量输出等问题，已经不能满足数字电力系统建设的需要。随着现代光纤技术、电子技术的发展，电子式电流互感器取代传统的电磁式电流互感器已成为发展的必然趋势。 目前，电子式电流互感器主要有两种空心线圈电子式电流互感器和光学电流互感器。空心线圈电子式电流互感器采用空心线圈作为传感线圈，传感线圈将高压母线电流感应为合适的电流，经过取样电阻模块转换成电压信号，在高压侧通过处理电路转换成光信号，通过光纤传输至低压侧进行信号恢复和远传，实现对高压母线电流的测量。空心线圈由于不带铁心，易受外界电磁干扰，同时其线圈的绕制形状和工艺要求很高，而且线圈骨架还在一定程度上受温度等环境因素的影响，温度稳定性较差，使得其测量精度不能达到很高；而且，由于其高压侧信号处理电路需要长期可靠的供电电源，供电电源设计和低功耗设计是现有技术的空心线圈电子式电流互感器研究的难点和关键技术。现有高压电源技术中主要有激光供能和悬浮式电源两种。激光供能，由于半导体材料的特性决定了大功率激光器的寿命一般仅在几年左右，远不能满足电力系统测量对互感器长期稳定运行的要求。悬浮式电源，由于高压母线电流过小时存在工作死区，在高压母线出线短路大电流时，需要设计专门电路吸收多余的能量，使得悬浮式电源供电可靠性降低。电源供电的不稳定，将大大影响电流互感器的测量精确度。 光学电流互感器是利用法拉第磁旋光效应的原理工作，它一般采用磁光玻璃材料制作光学电流传感头，检测通过光学电流传感头的线偏振光受磁场变化引起的偏转角，实现对高压母线电流的测量。由于温度等环境因素的改变，磁光材料会产生线性双折射，使得光学电流互感器具有温度特性，而这些温度特性具有无法描述的复杂性，几乎不可能用温度进行补偿。因此，现有技术的光学电流互感器受光学工艺和光学材料的制约，其测量准确度不高、温度稳定性差，无法达到长期稳定运行的实用化要求。 授权公告号CN1271413C、授权公告日为2006年8月23日、专利号为ZL03125392.X、专利技术名称为一种光电电流互感器的中国专利技术专利公开了一种光电电流互感器，通过永久磁铁引入标准磁场，达到实时补偿环境温度等引起线性双折射对测量结果的影响，上述技术虽然解决了实时补偿环境温度等引起线性双折射对测量结果的影响，但是还存在高稳定度的永久磁铁不易得到；测量准确度易受安装位置和振动等外因引起的位置变化的影响等问题。 综上所述，现有光学电流互感器测量精度不高，温度稳定性差，长期运行可靠性差，使得光学电流互感器没有达到真正的实用化要求。
技术实现思路
本技术为了解决现有光学电流互感器存在着测量精度不高，温度稳定性差，长期运行可靠性差的问题，而提出的一种自愈光学电流互感器。 自愈光学电流互感器，它由光学电流传感器、自愈校正器和算法实现单元组成；算法实现单元由数字信号解调模块、工频滤波模块、故障判断模块和系数校正模块组成；光学电流传感器和自愈校正器分别装设在电力输电母线上，光学电流传感器的数据信号输出端与算法实现单元中数字信号解调模块的数据信号输入端相连，数字信号解调模块的第一信号输出端与工频滤波模块的第二信号输入端相连，数字信号解调模块的第二信号输出端与系数校正模块的第一信号输入端相连，自愈校正器的数据信号输出端与算法实现单元中工频滤波模块的第一数据信号输入端相连，工频滤波模块的数据信号输出端与故障判断模块的数据信号输入端相连，故障判断模块的数据信号输出端与系数校正模块的第二数据信号输入端相连，系数校正模块的数据信号输出端与二次电力设备的信号输入端相连，系数校正模块的数据信号输出端即自愈光学电流互感器的数据信号输出端。 本技术具有测量准确度高、温度稳定性好，可靠性高的优点。它采用自愈校正器3，应用自愈校正技术完全消除了光学电流互感器测量准确度易受环境温度和振动等外界因素的影响；采用间断性自愈校正，使得高压侧电源处于间断式供电状态，大大提高了电源供电可靠性和寿命；采用无源结构的光学电流传感器，不存在由于高压侧失电，输出错误信息引起保护误动作的情况。附图说明图1为本技术的模块结构示意图，图2为光学电流传感器2的模块结构示意图，图3为光学电流传感单元2-1采用直条形磁光玻璃式的结构示意图，图4为光学电流传感单元2-1采用集磁环式的结构示意图，图5为光玻璃式光学电流传感单元2-1采用块状玻璃形磁的结构示意图，图6为光学电流传感单元2-1采用传感光纤式的结构示意图，图7为模拟信号处理电路2-4的模块结构示意图，图8为自愈校正器3的模块结构示意图，图9为图3中一个传感单元的交直流配平方案算法实现的框图。具体实施方式具体实施方式一 结合图1说明本实施方式，本实施方式由光学电流传感器2、自愈校正器3和算法实现单元4组成；算法实现单元4由数字信号解调模块4-l、工频滤波模块4-2故障判断模块4-3和系数校正模块4-4组成；光学电流传感器2和自愈校正器3分别装设在电力输电母线1上，光学电流传感器2的数据信号输出端与算法实现单元4中数字信号解调模块4-l的数据信号输入端相连，数字信号解调模块4-l的第一信号输出端与工频滤波模块4-2的第二信号输入端相连，数字信号解调模块4-l的第二信号输出端与系数校正模块4-4的第一信号输入端相连，自愈校正器3的数据信号输出端与算法实现单元4中工频滤波模块4-2的第一数据信号输入端相连，工频滤波模块4-2的数据信号输出端与故障判断模块4-3的数据信号输入端相连，故障判断模块4-3的数据信号输出端与系数校正模块4-4的第二数据信号输入端相连，系数校正模块4-4的数据信号输出端与二次电力设备的信号输入端相连，系数校正模块4-4的数据信号输出端即自愈光学电流互感器的数据信号输出端。具体实施方式二 结合图8说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于自愈校正器3由轻载线圈模块3-l、取样电阻模块3-2、高压供电电源模块3-3、高压侧电路3-10和低压侧电路3-11组成；高压侧电路3-10由过压保护电路3-4、偏置电路3-5、频率调制电路3-6和高压电光转换电路3-7组成；低压侧电路3-11由低压电光转换电路3-8和信号解调电路3-9组成；轻载线圈模块3-1的信号输入端即自愈校正器3的信号输入端，轻载线圈模块3-l的信号输出端与取样电阻模块3-2的信号输入端相连，取样电阻模块3-2的信号输出端与高压侧电路3-10中的过压保护电路3-4的信号输入端相连，过压保护电路3-4的信号输出端与偏置电路3-5的信号输入端相连，偏置电路3-5的信号输出端与频率调制电路3-6的信号输入端相连，频率调制电路3-6的信号输出端与高压电光转换电路3-7的信号输入端相连，高压电光转换电路3-7的信号输出端即高压侧电路3-10的信号输出端，高压电光转换电路3-7的信号输出端与低压侧电路3-11中的低压电光转换电路3-8的信号输入端相连，低压电光转换电路3-8的信号输出端与信号解调电路3-9的信号输入端相连，信号解调电路3-9的信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
自愈光学电流互感器，其特征在于它由光学电流传感器（２）、自愈校正器（３）和算法实现单元（４）组成；算法实现单元（４）由数字信号解调模块（４－１）、工频滤波模块（４－２）、故障判断模块（４－３）和系数校正模块（４－４）组成；光学电流传感器（２）和自愈校正器（３）分别装设在电力输电母线（１）上，光学电流传感器（２）的数据信号输出端与算法实现单元（４）中数字信号解调模块（４－１）的数据信号输入端相连，数字信号解调模块（４－１）的第一信号输出端与工频滤波模块（４－２）的第二信号输入端相连，数字信号解调模块（４－１）的第二信号输出端与系数校正模块（４－４）的第一信号输入端相连，自愈校正器（３）的数据信号输出端与算法实现单元（４）中工频滤波模块（４－２）的第一数据信号输入端相连，工频滤波模块（４－２）的数据信号输出端与故障判断模块（４－３）的数据信号输入端相连，故障判断模块（４－３）的数据信号输出端与系数校正模块（４－４）的第二数据信号输入端相连，系数校正模块（４－４）的数据信号输出端与二次电力设备的信号输入端相连，系数校正模块（４－４）的数据信号输出端即自愈光学电流互感器的数据信号输出端。

【技术特征摘要】
自愈光学电流互感器，其特征在于它由光学电流传感器(2)、自愈校正器(3)和算法实现单元(4)组成；算法实现单元(4)由数字信号解调模块(4-1)、工频滤波模块(4-2)、故障判断模块(4-3)和系数校正模块(4-4)组成；光学电流传感器(2)和自愈校正器(3)分别装设在电力输电母线(1)上，光学电流传感器(2)的数据信号输出端与算法实现单元(4)中数字信号解调模块(4-1)的数据信号输入端相连，数字信号解调模块(4-1)的第一信号输出端与工频滤波模块(4-2)的第二信号输入端相连，数字信号解调模块(4-1)的第二信号输出端与系数校正模块(4-4)的第一信号输入端相连，自愈校正器(3)的数据信号输出端与算法实现单元(4)中工频滤波模块(4-2)的第一数据信号输入端相连，工频滤波模块(4-2)的数据信号输出端与故障判断模块(4-3)的数据信号输入端相连，故障判断模块(4-3)的数据信号输出端与系数校正模块(4-4)的第二数据信号输入端相连，系数校正模块(4-4)的数据信号输出端与二次电力设备的信号输入端相连，系数校正模块(4-4)的数据信号输出端即自愈光学电流互感器的数据信号输出端。2. 根据权利要求l所述的自愈光学电流互感器，其特征在于自愈校正器(3)由轻载线 圈模块(3-1)、取样电阻模块(3-2)、高压供电电源模块(3-3)、高压侧电路(3-10)和低压侧 电路(3-11)组成；高压侧电路(3-10)由过压保护电路(3-4)、偏置电路(3-5)、频率调制电 路(3-6)和高压电光转换电路(3-7)组成；低压侧电路(3-11)由低压电光转换电路(3-8) 和信号解调电路(3-9)组成；轻载线圈模块(3-1)的信号输入端即自愈校正器(3)的信号 输入端，轻载线圈模块(3-1)的信号输出端与取样电阻模块(3-2)的信号输入端相连，取样 电阻模块(3-2)的信号输出端与高压侧电路(3-10)中的过压保护电路(3-4)的信号输入 端相连，过压保护电路(3-4)的信号输出端与偏置电路(3-5)的信号输入端相连，偏置电路 (3-5)的信号输出端与频率调制电路(3-6)的信号输入端相连，频率调制电路(3-6)的信号 输出端与高压电光转换电路(3-7)的信号输入端相连，高压电光转换电路(3-7)的信号输 出端即高压侧电路(3-10)的信号输出端，高压电光转换电路(3-7)的信号输出端与低压侧 电路(3-11)中的低压电光转换电路(3-8)的信号输入端相连，低压电光转换电路(3-8)的 信号输出端与信号解调电路(3-9)的信号输入端相连，信号解调电路(3-9)的信号输出端 即自愈校正器(3)的数据信号输出端；高压供电电源模块(3-3)的四个供电电源输出端同 时与高压侧电路(3-10)中的过压保护电路(3-4)的供电电源输入端、偏置电路(3-5)的供 电电源输入端、频率调制电路(3-6)的供电电源输入端和高压电光转换电路(3-7)的供电 电源输入端相连。3. 根据权利要求l所述的自愈光学电流互感器，其特征在于光学电流传感器(2)由光 学电流传感单元(2-1)、光源(2-2)、光电检测器(2-3)和模拟信号处理电路(2-4)组成；光 源(2-2)的光线出射端与光学电流传感单元(2-1)的光线入射端相连，光学电流传感单元 (2-1)的信号输出端与光电检测器(2-3)的信号输入端相连，光电检测器(2-3)的数据信号 输出端与模拟信号处理电路(2-4)的数据信号输入端相连，模拟信号处理电路(2-4)的数 据信号输出端即光学电流传感器(2)的数据信号输出端。4. 根据权利要求3所述的自愈光学电流互感器，其特征在于光学电流传感单元(2-1)由两个结构相同的传感单元组成，两个结构相同的传感单元相对地设置在电力输电母线 (1)的两侧，所述传感单元由三个光纤准直器(2-1-1)、起偏器(2-1-2)、直条形磁光玻璃 (2-1-3)和检偏器(2-1-4)组成，第一个光纤准直器(2-1-1)装设在起偏器(2-1-2)的一侧端面上，起偏器(2-1-2)的另一侧端面与直条形磁光玻璃(2-1-3)的一侧端面相连，直条 形磁光玻璃(2-1-3)的另一侧端面与检偏器(2-1-4)的一侧端面相连，第二个光纤准直器 (2-1-1)装设在检偏器(2-1-4)的一侧端面上，第三个光纤准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志忠，王贵忠，孙如京，张国庆，于文斌，路忠峰，申岩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，北京许继电力光学技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：93[]