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电子式电流互感器因具有绝缘结构简单、体积小、动态范围及频率响应范围宽等优势而逐渐替代传统电磁式电流互感器成为电气测量与保护的关键设备。现阶段对于有源电子式电流互感器的研究中,多为利用数字光信号传输方式的电子式电流互感器,而针对利用模拟光信号传输方式的模拟光电式电流互感器的研究则较少。
本文在介绍模拟光电式电流互感器的系统组成的基础上,对模拟光传输原理、一次传感器以及光纤传输的基本理论进行了说明,为模拟光电式电流互感器的设计提供了理论基础。
文中分别对该系统中的电-光转换、光纤传输以及光电转换三个部分的传输特性进行了建模与分析,并搭建了电-光转换电路以及光-电转换电路进行测试,测试结果验证了建模的正确性。分析结果表明LED具有较长的线性区可用于对信号的传输,塑料光纤对光功率的衰减为线性衰减,光电二极管在零偏置的光伏模式下可实现线性的光电转换,验证了模拟光信号传输系统传输信号的可行性。由于在模拟光信号传输系统中引入了直流参考信号作为标尺信号,因此在实现模拟光信号传输系统建模的基础上,分析了利用该直流信号作为参考对计算模拟光信号传输准确度的影响,发现利用直流信号作为参考会引入计算误差,但随着直流参考信号的增大,计算误差逐渐减小,因此增大直流参考信号可有效提高测量精度。
文中对模拟光电式电流互感器的波形传变、传输准确度、频率特性、温度特性以及整体准确度进行了性能分析,利用数据采集卡及LabVIEW搭建了模拟光电式电流互感器测试系统,完成了对模拟光电式电流互感器的性能测试,测试结果表明该互感器可满足测量用0.5级的电子式互感器准确度要求,且有良好的频率特性及温度稳定性。
最后,将模拟光电式电流互感器的悬挂式样机用于在小电流接地故障选线上,利用该互感器样机采集的信号进行故障选线表现出良好的效果,验证了模拟光电式电流互感器的实际工程价值。
本文在介绍模拟光电式电流互感器的系统组成的基础上,对模拟光传输原理、一次传感器以及光纤传输的基本理论进行了说明,为模拟光电式电流互感器的设计提供了理论基础。
文中分别对该系统中的电-光转换、光纤传输以及光电转换三个部分的传输特性进行了建模与分析,并搭建了电-光转换电路以及光-电转换电路进行测试,测试结果验证了建模的正确性。分析结果表明LED具有较长的线性区可用于对信号的传输,塑料光纤对光功率的衰减为线性衰减,光电二极管在零偏置的光伏模式下可实现线性的光电转换,验证了模拟光信号传输系统传输信号的可行性。由于在模拟光信号传输系统中引入了直流参考信号作为标尺信号,因此在实现模拟光信号传输系统建模的基础上,分析了利用该直流信号作为参考对计算模拟光信号传输准确度的影响,发现利用直流信号作为参考会引入计算误差,但随着直流参考信号的增大,计算误差逐渐减小,因此增大直流参考信号可有效提高测量精度。
文中对模拟光电式电流互感器的波形传变、传输准确度、频率特性、温度特性以及整体准确度进行了性能分析,利用数据采集卡及LabVIEW搭建了模拟光电式电流互感器测试系统,完成了对模拟光电式电流互感器的性能测试,测试结果表明该互感器可满足测量用0.5级的电子式互感器准确度要求,且有良好的频率特性及温度稳定性。
最后,将模拟光电式电流互感器的悬挂式样机用于在小电流接地故障选线上,利用该互感器样机采集的信号进行故障选线表现出良好的效果,验证了模拟光电式电流互感器的实际工程价值。