[发明专利]一种光学电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学电流互感器。

背景技术

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的问题，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，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手温度等坏境因素的影响，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，在高压母线出现短路大电流时，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。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种测量精度高、温度稳定性好以及长期运行可靠性高的光学电流互感器。

本发明提供了一种光学电流互感器，包括：

算法实现单元，所述算法实现单元包括数字信号调解模块、工频滤波模块、故障判断模块和系数校正模块，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，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光学电流互感器的数据信号输出端；

光学电流传感器，所述光学电流传感器设置在电力输电母线上，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，所述光学电流传感器由光学电流传感单元、光源、光电检测器和模拟信号处理电路组成，所述光源的光线出射端与光学电流传感单元的光线入射端相连，光学电流传感单元的信号输出端与光电检测器的信号输入端相连，光电检测器的数据信号输出端与模拟信号处理电路的数据信号输入端相连，模拟信号处理电路的数据信号输出端即光学电流传感器的数据信号输出端，所述光线电流互感器的数据信号输出端即系数校正模块的数据信号输出端；以及

校正器，所述校正器设置在电力输电母线上，所述校正器包括轻载线圈模块、取样电阻模块、高压供电电源模块、高压侧电路和低压侧电路，高压侧电路由过压保护电路、偏置电路、频率调制电路和高压电学转换电路组成，低压侧电路由低压电光转换电路和信号解调电路组成，轻载线圈模块的信号输入端即校正器的信号输入端，轻载线圈模块的信号输出端与取样电阻模块的信号输入端相连，取样电阻模块的信号输出端与高压侧电路中的过压保护电路的信号输入端相连，过压保护电路的信号输出端与偏置电路的信号输入端相连，偏置电路的信号输出端与频率调制电路的信号输入端相连，频率调制电路的信号输出端与高压电光转换电路的信号输入端相连，高压电光转换电路的信号输出端即高压侧电路的信号输出端，高压电光转换电路的信号输出端与低压侧电路中的低压电光转换电路的信号输入端相连，低压电光转换电路的信号输出端与信号调解电路的信号输入端相连，信号解调电路的信号输出端即校正器的数据信号输出端，高压供电电流模块的四个供电电源输出端同时与高压侧电路中的过压保护电路的供电电源输入端、偏置电路的供电电源输入端、频率调制电路的供电电源输入端和高压电光转换电路的供电电源输入端相连，所述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。