直流换流站中全光纤电流互感器光源退化故障研究

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作者 刘占元 牛晓晨 +3 位作者 陈硕 赵磊 赵祎 夏历 《全球能源互联网》 北大核心 2025年第1期48-56,共9页

全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)目前在直流换流站中实现了广泛应用,但是随着运行时间的增加,普遍存在全光纤电流互感器中超辐射发光二极管(super luminescent diode,SLD)光源器件的输出光功率下降的问题,降... 全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)目前在直流换流站中实现了广泛应用,但是随着运行时间的增加,普遍存在全光纤电流互感器中超辐射发光二极管(super luminescent diode,SLD)光源器件的输出光功率下降的问题,降低了FOCT的运行可靠性。针对SLD光源退化问题,进行了原理上的分析并对光功率衰减严重的光源进行拆解测试,得到SLD的管芯光功率统计数据,最终得出结论:管芯区退化是引起光源输出光功率衰减的主要原因,是普遍存在的现象,在实际生产活动中需要对SLD光功率进行定时检测,避免引起不必要的损失。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 SLD光源 直流换流站 电力系统

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全光纤电流互感器检测系统的设计 被引量：20

2

作者 袁玉厂 冯丽爽 +1 位作者 王夏霄 姜中英 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期95-98,112,共5页

介绍了全光纤电流互感器的工作原理，分析了系统光路输出信号的特点，由此提出了基于方波调制解调的数字相关检测方案，并阐述了其测量原理及实现方法。实验结果表明，系统分辨率小于1A，系统的比例因数在-40℃-60℃下变化小于0．5％。

关键词 光纤电流互感器 Faraday效应 相关检测

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光纤电流互感器λ/4波片温度特性及其影响研究 被引量：16

3

作者 王夏霄 张春熹 +1 位作者 张朝阳 邬战军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期596-598,603,共4页

λ/4波片是通过截取适当长度的保偏光纤制作的,它的相位延迟会随温度的变化而改变。利用这一特性,可以补偿由于λ/4波片相位延迟变化造成的互感器尺度因子变化,同时也可以测量光纤电流互感器传感头的温度,补偿维尔德(Verdet)常数的温度... λ/4波片是通过截取适当长度的保偏光纤制作的,它的相位延迟会随温度的变化而改变。利用这一特性,可以补偿由于λ/4波片相位延迟变化造成的互感器尺度因子变化,同时也可以测量光纤电流互感器传感头的温度,补偿维尔德(Verdet)常数的温度影响,提高光纤电流互感器的测量精度。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 λ/4波片 维尔德常数 温度补偿

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基于开环检测系统的全光纤电流互感器研究 被引量：8

4

作者 李建中 李泽仁 +3 位作者 张登洪 温伟峰 田建华 王荣波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1648-1653,共6页

商用化的全光纤电流互感器(FOCT)的误差一般要求小于0.2%,信号处理方法是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了全光纤电流互感器的光路结构、工作原理、技术优势和干涉信号特征,提出了一种基于数字开环的全光纤电流互感器检测系... 商用化的全光纤电流互感器(FOCT)的误差一般要求小于0.2%,信号处理方法是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了全光纤电流互感器的光路结构、工作原理、技术优势和干涉信号特征,提出了一种基于数字开环的全光纤电流互感器检测系统以及实现方案,论述了其工作原理和特点,试验结果表明,该检测方法提高了全光纤电流互感器的性能,使其满足了0.2级测量用电子式电流互感器的准确度要求,对解决全光纤电流互感器的信号处理、测量准确度和测量灵敏度等问题具有较大的参考价值。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 开环检测 方波调制 法拉第效应

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光源调制全光纤电流互感器的研究 被引量：6

5

作者 刘晔 陈江波 +4 位作者 束秀梅 胡卫鹏 丁巧娅 马志瀛 韦兆碧 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期436-439,共4页

介绍了全光纤电流互感器的结构,分析了系统输出信号的特点,指出工频干扰及线性双折射效应是影响系统稳定性的主要问题.提出并实现了基于光源调制的抑制工频干扰方法.该方法利用2000 Hz的方波光源作为互感器的光驱动,系统的输出信息由原... 介绍了全光纤电流互感器的结构,分析了系统输出信号的特点,指出工频干扰及线性双折射效应是影响系统稳定性的主要问题.提出并实现了基于光源调制的抑制工频干扰方法.该方法利用2000 Hz的方波光源作为互感器的光驱动,系统的输出信息由原来的一路变成了两路,通过两路信息的融合有效地抑制了电路工频干扰.理论分析及实验结果表明,在不增加系统复杂性和硬件投入的条件下,该方法不仅抑制了电路中的低频干扰,还有效地抑制了工频干扰,提高了系统的信噪比,为提高全光纤电流互感器系统的稳定性和可靠性提供了新的方法. 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 光源调制 工频干扰

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光纤电流互感器平均波长漂移变比误差(英文) 被引量：5

6

作者 王夏霄 王野 +1 位作者 秦祎 于佳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期233-238,共6页

全温条件下（-40-60℃）测量精度误差较大是影响光纤电流互感器实用化进程的主要原因之一。传感光纤的维尔德常数随光纤内光波平均波长变化，导致系统输出变比漂移，从而降低系统的测量精度。理论分析了光谱平均波长与系统输出变比之间... 全温条件下（-40-60℃）测量精度误差较大是影响光纤电流互感器实用化进程的主要原因之一。传感光纤的维尔德常数随光纤内光波平均波长变化，导致系统输出变比漂移，从而降低系统的测量精度。理论分析了光谱平均波长与系统输出变比之间的关系，并通过实验验证了关系式的准确性。分别对光纤电流互感器光路各组成器件对通过光平均波长的影响进行了分析，实验测量了变温条件下平均波长变化的趋势以及程度。提出了起偏器与延迟光纤在变温条件下对平均波长影响的自补偿方案，有效的减小了传感光纤中平均波长的漂移程度。保证光纤电流互感器在变温条件下到达0.2 s级精度要求。同时为适应更高测量精度应用场合提供了参考。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 平均波长 维尔德常数 变比误差 优化设计

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全光纤电流互感器控制电路设计 被引量：5

7

作者 温伟峰 李建中 张登洪 《电子技术应用》 北大核心 2014年第2期81-84,共4页

论述了全光纤电流互感器检测和控制原理,以单片FPGA为控制核心设计了全光纤电流互感器信号检测与控制硬件电路,并对关键部件指标和检测控制方法进行了分析和讨论。结合前端光纤电流传感头搭建了全光纤电流互感器装置。经实验测试,其在... 论述了全光纤电流互感器检测和控制原理,以单片FPGA为控制核心设计了全光纤电流互感器信号检测与控制硬件电路,并对关键部件指标和检测控制方法进行了分析和讨论。结合前端光纤电流传感头搭建了全光纤电流互感器装置。经实验测试,其在额定一次电流100 A^4 000 A范围内均实现了0.2 S级测量准确度,满足电力电网对电流互感器测量准确度的要求。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 闭环控制 FPGA 测量准确度

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基于LTC1068光纤电流互感器的二次侧信号处理 被引量：4

8

作者 耿建平 杨键 杨华蕾 《电子科技》 2012年第3期69-71,共3页

介绍了基于法拉第效应的光纤电流互感器的基本原理,并利用开关电容滤波器LTC1068进行光纤电流互感器二次侧信号处理的设计方法。给出的测试结果表明,利用LTC1068进行二次侧信号的处理方法实用有效,完全满足测量要求。

关键词 LTC1068 光纤电流互感器 法拉第效应 FilterCAD

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双光路全光纤电流互感器的研究 被引量：3

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作者 熊显名 方浚丞 王璐 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期536-539,共4页

为了使光纤电流互感器具有快速、准确地测量出电流值的能力,本文在分析法拉第电磁感应效应的偏振调制型全光纤电流互感器的基础上引入双光路检测法,将光纤中输出的线偏振光分成振动方向相互垂直、传播方向成一定夹角的两束光。经光信号... 为了使光纤电流互感器具有快速、准确地测量出电流值的能力,本文在分析法拉第电磁感应效应的偏振调制型全光纤电流互感器的基础上引入双光路检测法,将光纤中输出的线偏振光分成振动方向相互垂直、传播方向成一定夹角的两束光。经光信号转换器转换成电信号后系统对其进行放大、滤波处理后得到无噪正弦波信号,结合TMS320F28335测试平台对输出的两路信号进行同步采集、解调,通过运算求出法拉第旋转角,并拟合法拉第旋角与参考电流值得出两者关系式,最终使测量系统能够在高压环境下快速、准确地测量电流值。由此可见,本系统适用于高压环境下对大电流进行检测。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 法拉第电磁感应效应 双光路 法拉第旋转角

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全光纤电流互感器传感头的设计、制作及封装工艺 被引量：1

10

作者 李建中 李泽仁 +1 位作者 田建华 雷江波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期2143-2149,共7页

商用化的全光纤电流互感器(FOCT)的误差一般要求小于0.2%,传感头是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了FOCT的光路结构、工作原理及研制难点,分析了传感头对FOCT性能的影响,并对传感头的设计、制作及封装制作工艺进行了深入研... 商用化的全光纤电流互感器(FOCT)的误差一般要求小于0.2%,传感头是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了FOCT的光路结构、工作原理及研制难点,分析了传感头对FOCT性能的影响,并对传感头的设计、制作及封装制作工艺进行了深入研究。通过选择合适的材料和工艺方法,可避免各种负面效应对FOCT的不利影响,获得具备优异的环境适应性、可靠性和稳定性的传感头,试验结果表明,通过该方法实际制作出的传感头提高了FOCT的性能,使其满足了0.2 S级测量用电子式电流互感器的准确度要求。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 传感头 线性双折射 λ/4波片

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基于鲁棒控制的光纤电流互感器的噪声抑制 被引量：1

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作者 李慧 张春熹 +1 位作者 张晞 张朝阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期87-90,共4页

光纤电流互感器是一类存在模型参数不确定性的系统,为提高系统测量精度,利用鲁棒控制理论提出了系统的鲁棒H∞控制器设计方案.分析系统的检测原理并建立数学模型.针对光纤电流互感器系统给出控制器设计指标,使得闭环系统渐近稳定且提高... 光纤电流互感器是一类存在模型参数不确定性的系统,为提高系统测量精度,利用鲁棒控制理论提出了系统的鲁棒H∞控制器设计方案.分析系统的检测原理并建立数学模型.针对光纤电流互感器系统给出控制器设计指标,使得闭环系统渐近稳定且提高系统噪声抑制能力.理论证明控制器设计方案满足设计指标的要求,并利用线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的构造方法.最后通过计算机仿真和实验结果证明了此控制器设计方案的可行性和有效性. 展开更多

关键词 光纤电流互感器 不确定性 噪声抑制

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全光纤电流互感器状态评估方法的研究 被引量：2

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作者 吴焕 许晓峰 +1 位作者 张武洋 王天 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2015年第4期338-342,349,共6页

介绍了全光纤电流互感器原理,归纳了其主要技术参数及影响其稳定运行的潜在因素。将全光纤电流互感器的运行状态划分为四种,运用模糊综合评判法建立了一种状态评估模型,并通过工程实例证明了该方法准确可行,为后续研究奠定了基础。

关键词 全光纤电流互感器 智能变电站 状态评估 模糊理论

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再入式光纤电流互感器及信号检测 被引量：2

13

作者 王马华 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期37-41,共5页

为改善光纤电流互感器的性能,设计了一种再入式光纤电流互感器.基于光干涉、相干信号检测和耦合模理论,研究了再入式光纤电流互感器的光源选择、核心器件参数确定及信号的调制与解调方式.理论研究结果表明,宽带光源是再入信号检测的重... 为改善光纤电流互感器的性能,设计了一种再入式光纤电流互感器.基于光干涉、相干信号检测和耦合模理论,研究了再入式光纤电流互感器的光源选择、核心器件参数确定及信号的调制与解调方式.理论研究结果表明,宽带光源是再入信号检测的重要前提;通过选择适当的调制信号占空比来控制采样时间点,是实现再入信号检测的必要保证;传感光纤环中耦合器的耦合比的最佳值由信号再入次数决定.基于对第5次再入信号的有效检测,当环境温度在-10~60℃范围内变化时,实现了对10~60A范围内电流的测量.实验结果表明,系统标度因子的线性度良好.用信号再入代替多匝传感光纤,可有效抑制绕制过程引入的应力双折射对系统标度因子线性度的影响;结合结构参数优化,还能有效克服单匝传感光纤情形下材料低维德尔系数导致的测量灵敏度较低的问题. 展开更多

关键词 光纤电流互感器 干涉仪 再入 调制

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基于正弦波调制的光纤电流互感器传感环误差分析 被引量：4

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作者 丁晔 阎嫦玲 +1 位作者 许立国 须雷 《智能电网》 2014年第2期28-33,共6页

传感环由λ/4波片、传感光纤和反射镜组成,它是光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)中最重要的传感部分,因此也是FOCT最主要的误差源之一。针对正弦波调制系统中的传感环做误差分析,引入比例因子来衡量误差对系统... 传感环由λ/4波片、传感光纤和反射镜组成,它是光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)中最重要的传感部分,因此也是FOCT最主要的误差源之一。针对正弦波调制系统中的传感环做误差分析,引入比例因子来衡量误差对系统的影响。指出:λ/4波片的45°熔接误差和相位误差对比例因子的影响是余弦关系。对传感光纤引入的误差分析显示:传感光纤的圆双折射越大、线性双折射越小,对比例因子的影响越小。相关实验也与理论分析基本吻合。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 传感环 λ/4波片 传感光纤 误差分析

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干涉式光纤电流互感器的研究 被引量：1

15

作者 娄凤伟 《电子器件》 EI CAS 2006年第3期788-790,共3页

设计了一种结构简单的反射式干涉电流互感器,给出了数学模型,并用实验验证了该系统的可行性。与其它光纤电流互感器相比,该互感器采用了在光出射端将一段保偏光纤扭转,使光的偏振状态得到了改变,避免了由于光纤弯曲而产生的双折射;另外... 设计了一种结构简单的反射式干涉电流互感器,给出了数学模型,并用实验验证了该系统的可行性。与其它光纤电流互感器相比,该互感器采用了在光出射端将一段保偏光纤扭转,使光的偏振状态得到了改变,避免了由于光纤弯曲而产生的双折射;另外,由于二束光在同一根光纤中传输,光纤伸缩等效应对互感器无影响,因此可以排除周围环境对互感器产生的干扰,提高了互感器的信噪比。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 偏振干涉 λ/4延迟器

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基于偏振调制型全光纤电流互感器的研究

16

作者 方浚丞 陆安山 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期532-537,共6页

随着电力系统输电电压等级和传输容量的不断提高,传统的电磁式电流互感器暴露出诸多问题已难以满足当今社会的需要。本系统通过对光纤电流互感器的理论基础进行了深入的研究,并在此基础上建立了光纤电流互感器数学模型;根据模型设计了... 随着电力系统输电电压等级和传输容量的不断提高,传统的电磁式电流互感器暴露出诸多问题已难以满足当今社会的需要。本系统通过对光纤电流互感器的理论基础进行了深入的研究,并在此基础上建立了光纤电流互感器数学模型;根据模型设计了光纤电流互感器光路系统,并根据光路特点选择了相关器件;根据光路系统输出信号的特点,设计了激光器驱动电路和光纤电流互感器信号检测电路,对检测电路的性能进行了单独测试;最后,设计了光纤电流互感器准确度测试系统,并对所设计的光纤电流互感器系统进行了整体测试。测试结果表明,在相同的测试环境下,该光纤电流互感器的输出具有极好的线性,测试结果符合IEC0.2S级。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 激光驱动电路 信号检测电路 IEC 0.2S

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基于锁相放大器的光纤电流互感器研究

17

作者 吴再群 《电子科技》 2012年第9期79-81,84,共4页

为了测试光纤电流互感器中由于Faraday效应引起的旋转量,提出了采用锁相放大器处理信号的方法,改进了传统的将交流成分与直流成分相除的方法。系统将采集信号做单端电压输入测试和差分电压输入测试,并比较了单端输入与差分输入的测试效... 为了测试光纤电流互感器中由于Faraday效应引起的旋转量,提出了采用锁相放大器处理信号的方法,改进了传统的将交流成分与直流成分相除的方法。系统将采集信号做单端电压输入测试和差分电压输入测试,并比较了单端输入与差分输入的测试效果,定性分析了输出幅值与被测电流的关系。测试结果表明,锁相放大器输出幅值与被测电流具有线性关系,且差分输入较单端输入幅值大、线性度好、对外界干扰抑制性强。其成果为进一步研究基于旋光效应的光纤电流互感器的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 锁相放大器 Faraday效应 光纤电流互感器

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舰船电力系统中全光纤电流互感器的设计与优化

18

作者 王丽丽 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第20期118-120,共3页

电力系统的电信号采集和精确测量具有重要的作用,是获取舰船电力系统运行参数、提高电力系统可靠性的重要依据。本文研究一种全光纤电流互感器在电力系统的应用和优化设计,全光纤电流互感器是基于法拉第效应的一种电流传感器,其抗干扰... 电力系统的电信号采集和精确测量具有重要的作用,是获取舰船电力系统运行参数、提高电力系统可靠性的重要依据。本文研究一种全光纤电流互感器在电力系统的应用和优化设计,全光纤电流互感器是基于法拉第效应的一种电流传感器,其抗干扰能力强、信号检测精度高,具有非常大的应用潜力。本文分析全光纤电流互感器的工作原理,改进互感器的使用方案,并进行互感器的性能测试。 展开更多

关键词 电力系统 全光纤电流互感器 信息检测

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基于最小均方误差的全光纤电流互感器调制相位扰动补偿方法研究 被引量：2

19

作者 程琳 刘影 田彦 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第12期116-120,共5页

在分析全光纤电流互感器误差模型的基础上,提出基于加权最小均方误差准则的调制相位扰动补偿方案。通过引入加权函数因子,不断迭代加权函数得到期望调制相位。搭建实验系统对测试数据进行分析,实验结果表明:通过补偿能减小因实际制作中... 在分析全光纤电流互感器误差模型的基础上,提出基于加权最小均方误差准则的调制相位扰动补偿方案。通过引入加权函数因子,不断迭代加权函数得到期望调制相位。搭建实验系统对测试数据进行分析,实验结果表明:通过补偿能减小因实际制作中光纤非匹配性、非对称性带来的耦合器相位的微小偏移误差,从而提高全光纤电流互感器性能。分析两台样机在高低温箱内进行多日重复性测试的数据,在经过调制相位补偿后,两台样机多日内全温的归一化变化率在±0.2%以内,且重复性比较好,通过进一步优化,可满足0.2s级继电保护系统的使用要求。 展开更多

关键词 全光纤电流互感器 最小均方误差 相位偏置 调制相位补偿

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满足0.2级的光纤电流互感器信噪比分析(英文) 被引量：5

20

作者 王熙辰 周卫宁 秦億 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3704-3708,共5页

电流比值误差和相位误差是检验互感器的重要指标,噪声对其有较大影响。光纤电流互感器不同于传统电流互感器的重要特征之一即是存在较大噪声,在测量小电流时表现尤为显著,已经成为阻碍光纤电流互感器实用化进程的重要难题。分析了高斯... 电流比值误差和相位误差是检验互感器的重要指标,噪声对其有较大影响。光纤电流互感器不同于传统电流互感器的重要特征之一即是存在较大噪声,在测量小电流时表现尤为显著,已经成为阻碍光纤电流互感器实用化进程的重要难题。分析了高斯白噪声背景下电流比值误差和电流相位误差的统计特征,研究了0.2S级下电流互感器数字输出信号信噪比所需满足的条件,探讨了电流互感器信噪比的计算方法以及影响信噪比的因素,并设计实验验证了理论分析的正确性。分析表明,为满足0.2S级光纤电流互感器信噪比需达到136,在额定电流以及数据更新率一定的情况下,仅有通过降低噪声以及增加敏感线圈缠绕圈数的方法可以提高系统信噪比。 展开更多

关键词 光纤电流互感器 信噪比 0.2级 比值误差 相位误差

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