[发明专利]全光纤电流互感器开环解调及半波电压跟踪方法

说明书

本发明公开了全光纤电流互感器开环解调及半波电压跟踪方法。采用特定调制信号对全光纤电流互感器进行调制；对探测器的输出信号进行离散化采样处理，并对探测器输出信号的各段采样值进行分段累加处理；对累加结果进行解调运算，获取携带电流信息的调制相位，进而获得待测电流；同时，对调制器的工作半波电压进行实时跟踪，并进行动态反馈调节，以保证调制器的工作半波电压始终保持在调制器标准半波电压附近。本发明不仅能够解调测量电流大小，还能对调制器半波电压进行实时跟踪，并通过反馈调节半波电压大小，减小调制信号波动带来的误差，提高测量准确性。

技术领域

本发明属于电流传感技术领域，特别涉及了一种全光纤电流互感器的解调方法。

背景技术

长期以来，电磁式互感器一直扮演着电力系统运行监视的重要角色。变电站中测量监视和保护控制依靠它来获得测量、计量、保护所需的电流、电压等信息。随着电网电压的提高及智能化一次、二次设备的发展，传统的电磁式互感器已逐渐暴露出其自身的缺点，如电气绝缘薄弱、体积笨重、动态范围小、存在铁芯饱和、铁磁谐振过电压等。

随着变电站自动化技术的深入发展，出现了一次、二次设备相互渗透、融合的新型智能化一次设备。光学电流传感器是将光学技术和组件引入电流传感领域，利用光作为传感手段和信息载体的一种新型电流传感器。其优势主要表现在：信号在传输过程中受外界电磁干扰影响小，同时带宽广、容量大、传输距离受限少；传感器以光器件为元件具有绝缘性好、体积小、重量轻、安全性高的优点。因此光学电流传感器从问世开始就被业界给予极大的重视，成为了替代传统电磁式电流传感器的一个热门选择。

全光纤型电流传感器使用的光纤既是通信载体又作为传感器件，传感光纤绕制在被测导体周围，通电测量导线周围产生的磁场对光纤中信号光影响，达到测量电流的目的。全光纤型电流传感器方案具有装配简单、灵活性好、可以根据需求增减绕制的匝数等优点，同时随着光纤制作成本的大幅下降，制作成本日趋低廉，因此得到广泛的研究。但是，由于制作传感头部分光纤承受温度、振动、压力等外界影响，使其在温度、振动敏感性比光学玻璃型电流传感器要求更高，这也成为阻碍全光纤型电流传感器实用化的一大障碍。

全光纤型电流传感器目前主要有单光路电流互感器、双光路电流互感器、干涉光学电流互感器和反射式电流互感器。反射式电流互感器更具有抗干扰优势，更适合作为电流互感器现场使用。两束相干光束在传播过程中走过的管路完全一致，且在同一介质中传播，外接的干扰和元件制造偏差将会同时影响两束光，误差绝大分被抵消了；光行进的方向始终相同，不会引入相位差；光纤经反射镜反射，同样长度的传感光纤，光传输路程加倍，灵敏度提高。

全光纤电流互感器的解调算法很大程度上决定了设备测量的准确度。现阶段全光纤电流互感器的解调方案有开环解调和闭环解调两个方向。现有开环解调方案采用的大多是占空比1:1的方波调制信号，只能解调出调制相位、计算被测电流，无法对调制器的半波电压进行实时跟踪。调制器的标准半波电压与实际半波电压是有误差的，这导致解调得到的调制相移存在误差，测得的电流大小不准确，因此寻找能够实时跟踪调制器半波电压的开环解调算法，成为提高测量准确度的重要思路。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了全光纤电流互感器开环解调及半波电压跟踪方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

全光纤电流互感器开环解调及半波电压跟踪方法，采用特定调制信号对全光纤电流互感器进行调制；对探测器的输出信号进行离散化采样处理，并对探测器输出信号的各段采样值进行分段累加处理；对累加结果进行解调运算，获取携带电流信息的调制相位，进而获得待测电流；同时，对调制器的工作半波电压进行实时跟踪，并进行动态反馈调节，以保证调制器的工作半波电压始终保持在调制器标准半波电压附近；