一种电子式电流互感器光纤温度补偿器，电流互感器包括套装在待测线路上的电流测量线圈和取能线圈，电流测量线圈依次连接积分放大模块、Ａ／Ｄ转换模块和第一Ｅ／Ｏ转换模块，第一Ｅ／Ｏ转换模块通过光纤连接第一Ｏ／Ｅ转换模块，第一Ｏ／Ｅ转换模块连接电流运算模块，电流运算模块连接同步控制模块，取能系线圈连接悬浮电源，悬浮电源连接积分放大模块、Ａ／Ｄ转换模块和第一Ｅ／Ｏ转换模块；半导体激光器与波分复用器连接，波分复用器与光纤连接，波分复用器的两路后向散射光通道接口分别依次连接光电转换器、放大电路后于高速数据采集卡连接，高速数据采集卡与电流运算模块连接。本发明专利技术能有效测量温度并对测量电流值进行温度补偿。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电流互感器，是一种用于110KV及以下电力系统中的电流参数的 测量装置，供电力系统的电气测量、继电保护装置、自动控制装置之用，尤其是一种电流互 感器的温度补偿装置。
技术介绍
电流互感器是电力系统中一个及其重要的器件，它起到测量和变换一次系统电 流、隔离一次系统高压的作用。目前电力系统大多采用传统的电磁式电流互感，技术也已经 十分成熟，其中铁芯式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式等多种结构为主。但是随着 电力系统中电压等级的不断提高以及保护要求的不断完善，变电站的智能化升级改造及电 力系统向数字化方向发展，传统的电磁式电流互感器的一些问题也就日益暴露出来，主要 缺点有(1)电磁式电流互感器含有铁芯，所以动态范围小、使用频带窄，而且存在铁磁谐振。(2) 二次侧不能开路，否则将产生的高压对设备造成危害，甚至危及人身安全。(3)体积大、成本大，而且易燃、易爆。电子式电流互感器与传统的电磁式电流互感器比较主要有以下几个优点(1)电 子式电流互感器采用玻璃光纤等绝缘材料来传输信息，在强电磁环境中能够保证信号的精 确性和可靠性，具有优良的绝缘性能以及很强的抗电磁干扰性能。(2)无铁芯，消除了铁磁谐振和磁饱和等问题，而且线性度好，动态测量范围大、频 率宽、精度高。(3)体积小、成本低、重量轻、节约空间。(4)低压端无开路高压危险，没有因充油而产生的易燃和易爆炸等危险 (5)适应了计量和保护数字化以及微机化和自动化发展的潮流。针对以上这些电子式电流互感器所表现出来的突出优越性，可以看出电子式电流 互感器是大势所趋，是传统的电流互感器的理想替代品。目前较有应用前景的是有源型电子式电流互感器，已经有较多不同电压等级的有 源型电子式电流互感器处于挂网试运行阶段。电子式电流互感器是一种高精度的电子测量装置，目前还存在着大量需要完善的 问题，如总体精度问题，高压端的供电问题，可靠性问题等等，期中环境温度对精度及整机 性能的影响是大家共同关心的问题。1IOKV以上的高压电子式电流互感器一般都安装在室外，运行条件十分恶劣，一年 四季温差很大，可达-30° C到+60° C，造成Rogowski线圈的骨架、线圈的膨胀或收缩，从 而对测量精度造成影响，温度的变化对电子转换单元、光纤传送单元也造成测量精度上的 影响。因此对温度变化造成的测量误差，需要进行系统性地补偿，从事电子式电流互感器研 究的科研人员一直很重视，但由于电子式电流互感器的特殊性，一直没有找到较好的办法。
技术实现思路
为了克服已有的电子式电流互感器的不能有效进行温度测量并进行温度补偿的 不足，本专利技术提供一种能有效测量温度并进行测量值温度补偿的电子式电流互感器光纤温 度补偿器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种电子式电流互感器光纤温度补偿器，所述电流互感器包括套装在待测线路上的电 流测量线圈和取能线圈，所述电流测量线圈依次连接积分放大模块、A/D转换模块和第一 E/0转换模块，所述第一 E/0转换模块通过光纤连接第一 0/E转换模块，所述第一 0/E转换 模块连接电流运算模块，所述电流运算模块连接同步控制模块，所述同步控制模块连接第 二 E/0转换模块，所述第二 E/0转换模块通过光纤连接第二 0/E转换模块，所述第二 0/E转 换模块连接所述A/D转换模块，所述取能系线圈连接所述悬浮电源，所述悬浮电源连接所 述积分放大模块、A/D转换模块和第一 E/0转换模块；所述光纤温度补偿器包括半导体激光 器和波分复用器，所述半导体激光器与所述波分复用器连接，所述波分复用器与光纤连接， 所述波分复用器的两路后向散射光通道接口分别依次连接光电转换器、放大电路后于高速 数据采集卡连接，所述高速数据采集卡与所述电流运算模块连接，所述电流运算模块包括 用以根据电流测量线圈信号计算电流测量值的电流测量子模块，用以根据光纤测温计算温 度的温度测量子模块，以及用以根据光纤测温原理得到实时的温度值，依照温度与补偿系 数对应表，查表得到补偿系数，将补偿系数与电流值做乘积得到补偿后的电流值的温度补 偿子模块。作为优选的一种方案在所述温度补偿子模块中，如果温度值属于补偿系数表中 的点值，则选取对应的补偿系数；如果温度值属于偿系数表中两个相邻的点值之间，则采用 插值法确定补偿系数。进一步，所述波分复用器为拉曼散射用波分复用器，所述半导体激光器为脉冲激光器。本专利技术的技术构思为在基本不增加本装备电源负担和装备成本的前提下增加温 度补偿环节。也就是如何充分利用现有各部分组成温度补偿环节，以达到提高测量精度的 目的。经过充分研究，我们提出了利用现有光纤、半导体激光器、DSP及波分复用器等组成 一个温度补偿环节。分布式光纤测温系统主要有光时域反射(OTDR)和光频域反射(OFDR)两种技术对 空间分布的温度进行测量。光时域反射(OTDR)技术应是一项较为成熟的测量技术，其原如 图2所示。图中，传播通道T和接收通道R为同一根光纤，此处为了能清楚说明原理，故 表示成不同的两条通道。光纤总长为L，考虑距离激光源为1的光纤前端F处，长度为 dl的一段光纤。能量持续时间为Δ T的泵浦脉冲光注入光纤后，以速度ν (v=c / η，其中 C为真空中的光速，η为纤芯折射率，一般η=1. 5)在传输通道T中传输，传播到d +Λ 段一部分能量_被损耗(Qf为入射光的单位长度上的损耗系数)；一部分能量被耦 合到接收通道R，然后以速度ν回到光电探测器处(Γ为单位长度上的光后向散射系数，P 为后向散射因子)。假定光纤是均勻的，即《、Γ与光纤位置无关；同时还假定光纤在泵浦光波长和散射光波长的损耗系数相等。经过传输通道d ^1+d!段，光能量损失可表示为 dET(J")i ET(i)=-aii(1) 积分得E T (I) = E0 exp( - al)(2)因而从d +Λ段耦合进入接收通道的能量为 dER(I) = ρΓΞ (3)这部分能量沿着接收通道R传播，经过距离I后到达光电探测器处，被光电探测器探 测，此时能量变为dER (21) = ρΓΕ0 exp(-2ai)a7(4)式( 表示能量将在t时刻到达光电探测器处，即 ￡ = 21/ν t(5)将式(5)代入⑷得γdE R {vt) = ρΤΕη εχρ( - avt ) — dt(6)式中3 (ν )/表示+dt期间的平均功率，因此Vp(t) = — pTEd -avt)(7)式(7)将接收的光功率表示为时间的函数。由式(5)可知，时间的不同又对应着光纤 位置的不同，这就意味着光探测器探测到的光功率为光纤位置的函数，那么不同光纤位置1 处的光功率均可被探测器探测到。随着1逐渐增加，光纤分布待测温度场的空间分布式测量。拉曼散射的温度信号解调方法是利用后向拉曼散射温度效应当激光脉冲在光纤 中传播的过程中与光纤分子相互作用，发生多种形式的散射，如瑞利(Rayleigh)散射、布 里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等，其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动和 光子相互作用发生能量交换而产生的，具体地说，如果一部分光能转换成为热振动，那么将 发出一个比光源波长长的光，称为Mokes光，如果一部分热振动转换成为光能，那么将发 出一个比光源波长短的光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子式电流互感器光纤温度补偿器，所述电流互感器包括套装在待测线路上的电流测量线圈和取能线圈，所述电流测量线圈依次连接积分放大模块、Ａ／Ｄ转换模块和第一Ｅ／Ｏ转换模块，所述第一Ｅ／Ｏ转换模块通过光纤连接第一Ｏ／Ｅ转换模块，所述第一Ｏ／Ｅ转换模块连接电流运算模块，所述电流运算模块连接同步控制模块，所述同步控制模块连接第二Ｅ／Ｏ转换模块，所述第二Ｅ／Ｏ转换模块通过光纤连接第二Ｏ／Ｅ转换模块，所述第二Ｏ／Ｅ转换模块连接所述Ａ／Ｄ转换模块，所述取能系线圈连接所述悬浮电源，所述悬浮电源连接所述积分放大模块、Ａ／Ｄ转换模块和第一Ｅ／Ｏ转换模块；其特征在于：所述光纤温度补偿器包括半导体激光器和波分复用器，所述半导体激光器与所述波分复用器连接，所述波分复用器与光纤连接，所述波分复用器的两路后向散射光通道接口分别依次连接光电转换器、放大电路后于高速数据采集卡连接，所述高速数据采集卡与所述电流运算模块连接，所述电流运算模块包括用以根据电流测量线圈信号计算电流测量值的电流测量子模块，用以根据光纤测温计算温度的温度测量子模块，以及用以根据光纤测温原理得到实时的温度值，依照温度与补偿系数对应表，查表得到补偿系数，将补偿系数与电流值做乘积得到补偿后的电流值的温度补偿子模块。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明军，黄飞腾，郑慧，陈继煌，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。