[发明专利]带有温度补偿的全光纤电流互感系统及方法

说明书

本公开涉及一种带有温度补偿的全光纤电流互感系统及方法。该系统包括光纤传感环；采集处理单元，连接到光纤传感环，产生进入光纤传感环的光学信号，并生成二次测量信号；测温单元，获取光纤传感环的温度数据；温度补偿单元，分别连接到采集处理单元和测温单元，基于温度数据，结合温度补偿系数对二次测量信号进行温度补偿修正，以使采集处理单元输出修正后的二次测量信号。根据本公开的实施例，利用全光纤电流互感器的光纤传感环温度比差的重复特性，利用确定的温度补偿系数，实现对全光纤电流互感器的温度补偿，提高了全光纤电流互感器的测量精确度。

技术领域

本公开涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种带有温度补偿的全光纤电流互感系统及方法。

背景技术

全光纤电流互感器是电力系统中为电能计量、测控、继电保护等设备提供电流数据的电力设备。由于具有动态范围大、暂态特性好、数字量输出、快速响应、响应频带宽、一二次完全绝缘等优点而得到越来越多的应用。尤其是适应智能化电网和高压直流输电领域的电流测量发展需要，是电力系统电流测量的主要发展方向。

随着全光纤电流互感器的试点工程的推广应用，其技术和工艺的也暴露了不少问题，其中故障率约为传统电磁式互感器的几十倍，可靠运行是全光纤电流互感器工程应用亟待解决的关键问题。引起全光纤电流互感器故障中，温度影响的精度漂移问题是大家普遍关注的问题。引起温度漂移问题的主要原因包括传感光纤环路的双折射影响、光纤1/4波片制作工艺及温度漂移的影响等。为了抑制温度引起的测量误差，需要对全光纤电流互感器的传感环部分进行温度补偿，以满足应用要求。目前光纤电流互感器温度补偿公开的方法，都难以对全光纤电流互感器的测量误差进行精确、实时、可靠的温度补偿。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种带有温度补偿的全光纤电流互感系统及方法，以有效抑制温度引起的全光纤电流互感器的精度漂移问题。

根据本公开的一方面，提出一种带有温度补偿的全光纤电流互感器系统。所述系统包括：

光纤传感环；

采集处理单元，连接到所述光纤传感环，产生进入所述光纤传感环的光学信号，并对所述光纤传感环在待测电流作用下产生成的光学信号进行光电转换及信号处理以生成二次测量信号；

测温单元，获取所述光纤传感环的温度数据；

温度补偿单元，分别连接到所述采集处理单元和所述测温单元，基于所述温度数据，结合温度补偿系数对所述二次测量信号进行温度补偿修正，以使所述采集处理单元输出修正后的二次测量信号，

其中，在所述系统处于标定模式时，根据所述光纤传感环的温度数据与比差数据之间的对应关系确定所述温度补偿系数。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

标准电流互感器，所述标准电流互感器的一次侧的电流导线中施加有额定电流，所述标准电流互感器的二次侧输出二次标准信号；

合并单元，分别连接到所述标准电流互感器和所述采集处理单元，基于所述二次标准信号和所述二次测量信号，获得合并数据；

标定单元，分别连接到所述合并单元和所述测温单元，基于所述合并数据获得比差数据，并基于所述比差数据和所述温度数据，获得所述光纤传感环的温度补偿系数；

其中，在所述系统处于标定模式时，所述光纤传感环被布置在能够设置温度的温箱中，且所述光纤传感环套设在所述标准电流互感器的一次侧的电流导线中。

在一种可能的实现方式中，所述光纤传感环包括传感环骨架以及固定在所述传感环骨架上的反射镜和波片。