第7章_電壓電流互感器(編輯修改稿)
2025-06-16 09:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 線圈輸出信號進(jìn)行積分后再進(jìn)行進(jìn)一步的處理。在圖 78中，采用高精度低功耗的A/D轉(zhuǎn)換器實時地將信號由模擬量變成數(shù)字量，然后通過電光轉(zhuǎn)換經(jīng)光纖送到低壓地面端進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，再通過合適的 D/A轉(zhuǎn)換恢復(fù)成模擬量。 高壓電力母線測量線圈供電線圈A / D 轉(zhuǎn)換電光轉(zhuǎn)換電源光纖高電壓側(cè)低電壓側(cè)光電轉(zhuǎn)換信號放大信號處理測量保護(hù)積分圖 74 有源型電流互感器 有源型 ? 有源型光電電流互感器結(jié)構(gòu)簡單，長期工作穩(wěn)定好，容易實現(xiàn)高精度、性能穩(wěn)定實用化的產(chǎn)品 ,是目前國內(nèi)研究的主流。但是高壓側(cè)電源的產(chǎn)生方法比較復(fù)雜或者成本比較高，還有待于進(jìn)一步研究。 全光纖型 ? 全光纖型光電電流互感器的傳感頭即是光纖本身 (而無源型光電電流互感器的傳感頭一般是磁光晶體，不同于全光纖型的傳感頭是特殊繞制的光纖傳感頭 )，其余與無源型完全一樣。 全光纖型 ? 處于高壓側(cè)的傳感光纖為單模光纖，而處于高、低壓兩側(cè)之間的傳光光纖為橢圓芯保偏光纖。基本工作原理是：由低壓側(cè)光源發(fā)出的光束經(jīng)過光纖起偏器后變?yōu)榫€偏振光，其偏振方向與橢圓光纖的長、短軸成 45度角，故在傳光光纖中傳輸?shù)氖腔榇怪钡亩€偏振光。通過高壓側(cè)的延遲器后再變?yōu)樾D(zhuǎn)方向相反的圓偏振光，即左旋偏振光和右旋偏振光。它們在傳感光纖中繼續(xù)傳輸，并在電流產(chǎn)生的磁場作用下，各自旋轉(zhuǎn)了不同角度。 全光纖型 ? 兩束光在光纖末端被反射鏡反射，根據(jù)反射定律，它們的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生交換，即左旋偏振光變?yōu)橛倚窆?，右旋偏振光變?yōu)樽笮窆?。返程的二束光在電流作用下，偏振角再次發(fā)生旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)波片后，變?yōu)榛ハ啻怪钡亩€偏振光，但它們原來的偏振方向發(fā)生了交換，即前進(jìn)時在 x方向的偏振光，返程時變?yōu)?y方向的偏振光，反之亦然。兩束光在起偏器中產(chǎn)生干涉，根據(jù)偏振干涉原理，就可以獲得被測電流的大小和相位。 反射器橢圓芯保偏光纖x光纖4l延時器單模傳感光纖載流導(dǎo)體yxy光源光電二極管耦合器光纖起偏器光纖相位調(diào)制器信號輸出信號處理單元圖 75 全光纖型 光纖電流互感器 原理框圖 ? 二束光除偏振方向互相交換外，它們都在同一根光纖中傳輸，周圍環(huán)境產(chǎn)生的光纖伸縮等效應(yīng)對互感器的輸出幾乎沒有影響，因此可以從理論上排除外來的干擾。而由電流產(chǎn)生的相移為 ? 式中 V為傳感光纖的費(fèi)爾德常數(shù)， N是環(huán)繞載流導(dǎo)體的光纖匝數(shù)， I為被測電流，系數(shù) 4是本方案中有二束偏振光在傳感光纖中往返二次傳輸?shù)慕Y(jié)果。干涉儀輸出的光強(qiáng)為 ? 式中 I0正比于光源的光強(qiáng)。由信號處理電路求出 (710)式的，再由 (79)式測出高壓母線中的電流大小和相位。 ? 全光纖型光電電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是傳感頭結(jié)構(gòu)最簡單，比無源的容易制造，精度和壽命與可靠性比無源型要高。缺點(diǎn)是這種互感器的光纖需要保偏光纖，比有源型和無源型所采用的普通光纖特殊，要做出有高穩(wěn)定性的保偏光纖很困難，造價比較高。 VNI4??)co s1(0 ??? II高壓光纖電壓互感 ? 和電流互
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