[实用新型]一种光纤电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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λ/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.λ/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Vπ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。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型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T₁、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DI_in给数据处理单元，数据处理单元对数字电流信息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；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T₁和第二温度T₂分别在模数转换单元进行处理获得第一数字温度DT₁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DT₁和第二放大温度DT₂进行求取工作环境温度ΔT计算，工作环境温度ΔT的范围为-45℃～+60℃；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ΔT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I_out＝cf×I_in；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。

本实用新型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，提高了本实用新型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)本实用新型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。