[实用新型]一种三相一体式全光纤电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力设备技术领域，特别是一种三相一体式全光纤电流互感器。

背景技术

电流互感器是电力系统中继电保护与电能计量的重要设备，用来测量传输中的电流大小，并将测量到的电流大小发送至测量仪器和继电保护装置。其长期稳定性、可靠性、安全性与电力系统的安全、稳定运行密切相关。传统的电磁式电流互感器在常规输变电中长期应用，但存在绝缘复杂、磁饱和、抗电磁干扰性能差、有爆炸、二次开路危险等缺点，随着我国电网电压等级的升高，这些问题日益突出且其暂态性能和频率特性已不能满足快速继电保护的需求。全光纤电流互感器基于法拉第磁光效应及安培环路定律，采用数字控制技术，具有安全、准确、交直流兼容测量等特点，适应智能电网的新需求。

全光纤电流互感器的光源经入射光路、敏感元件和返回光路后，生成携带相位差信息的光被光电探测器转为电信号，再对该电信号进行采集和信号处理，由于敏感元件设置于导体磁场中发生法拉第磁光效应，相位差与导体中的磁场强度成正比，而磁场强度与电流强度成正比，从而得到被测电流的大小并输出。每套全光纤电流互感器生成的是携带单相的相位差信息，最终得到的也是单相电流的大小。在变电站中进行三相电流监测时，通常是把三套全光纤电流互感器编为一组，即将它们放在同一间隔，每套全光纤电流互感器进行单相电流的测量并输出。由于全光纤电流互感器作为一种新兴技术，目前全光纤电流互感器的成本相对较高，主要的材料成本体现在其光学器件上，采用三套全光纤电流互感器组合更是导致成本成三倍增涨，使得用户很难接受，从而限制了应用。而且通过三套全光纤电流互感器组合进行三相电流测量，还存在集成度低，占地面积大的缺点，无法满足智能变电站的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有的全光纤电流互感器进行三相电流测量时整体成本过高以及集成度低等问题，提供一种新型的三相一体式全光纤电流互感器，通过一套设备即可同时完成三相电流的测量，并大大减少了光学器件及电路设备的每相使用数量，降低了成本，减小了体积，提高了整套设备的集成度和可靠性。

本实用新型的技术方案如下：

一种三相一体式全光纤电流互感器，包括光源以及与光源连接的分光器，其特征在于，还包括与分光器同时连接的第一相位调制器、第二相位调制器和第三相位调制器，所述第一相位调制器依次连接有第一延迟线圈和第一敏感元件，所述第一敏感元件包括依次连接的第一1/4波片、第一传感光纤环和第一反射镜，所述第一1/4波片连接第一延迟线圈；所述第二相位调制器依次连接有第二延迟线圈和第二敏感元件，所述第二敏感元件包括依次连接的第二1/4波片、第二传感光纤环和第二反射镜，所述第二1/4波片连接第二延迟线圈；所述第三相位调制器依次连接有第三延迟线圈和第三敏感元件，所述第三敏感元件包括依次连接的第三1/4波片、第三传感光纤环和第三反射镜，所述第三1/4波片连接第三延迟线圈；所述分光器在返回光路上的输出端依次连接有光电探测器和数字信号采集处理电路，所述数字信号采集处理电路分别闭环反馈连接第一相位调制器、第二相位调制器和第三相位调制器。

所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源和第二光源分别连接至分光器；还包括恒光控制电路，所述恒光控制电路的输入端与数字信号采集处理电路相连，所述恒光控制电路的输出端同时与第一光源和第二光源相连。

所述数字信号采集处理电路包括相互连接的AD采样电路和数字信号处理电路，所述AD采样电路与光电探测器相连，所述数字信号处理电路同时连接第一相位调制器、第二相位调制器和第三相位调制器，所述数字信号处理电路还与恒光控制电路相连。

所述第一延迟线圈、第二延迟线圈和第三延迟线圈的长度各不相同。

所述分光器采用3×3光纤耦合器。

所述分光器采用1×2分束器的合束臂与1×3分束器的合束臂熔接形成的2×3光纤耦合器。

本实用新型的技术效果如下：