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1、·4·仪表技术2009年第9期电力传输线路中电流测量系统的设计和实现刘增水(上海电子信息职业技术学院,上海201210)摘要:基于法拉第效应的光学电流互感器(OCT),提出了电力传输线路中电流测量方案,解决了OCT中光照度信号的自动增益均衡化问题;利用锁相环技术实现了测量过程中采样信号相位同步,提高了电流测量精度;对提出的测量电路方案进行了测试与分析。关键词:光学电流互感器;自动增益均衡化;HR6P62HL中图分类号:TM933.1文献标识码:B文章编号:1006-2394(2009)09-0004-03Design
2、andImplementationoftheCurrentMeasureSystemintheElectricPowerTransmissionLIUZeng2shui(ShanghaiTechnicalInstituteofElectronics&Information,Shanghai201210,China)Abstract:Bytheuseofanopticalcurrenttransformer(OCT)basedontheFaradayEffect,themethodofcurrentmeasureinp
3、owersystemispresented.TheproblemofautomaticgainequalizationoftwoopticalintensitysignalsintheOCTissolved.Thephasesynchronizationofthesampledsignalinmeasureprocessisrealizedbyaphase2lockedloopcircuit,andthemeasuringaccuracyisimproved.Thecurrentmeasuresystemistest
4、edandanalyzedinthepaper.Keywords:opticalcurrenttransducer;automaticgainequalization;HR6P62HL度信号,经耦合透镜和两路光纤传送到测量系统的地1光学电流互感器结构组成和工作原理电位侧,利用光电转换器件,把光照度信号变换成电信1.1光学电流互感器结构组成号,再经过二次信号处理单元处理后,最终得到电力传本文采用自行研制的光学电流互感器(OCT),基输线路中电流量值。于法拉第磁光效应原理,如图1所示。光源驱动电路1.2光学电流互感器工作
5、原理直接驱动光源发出特定波长光信号,经过分光器,分成在光学电流互感器结构中,采用了双光路的结构两路相同的光信号,通过传输光纤传输至电力传输线设计形式,两束线偏振光以相反的光路方向,通过磁光路的高压区,经准直透镜变为平行光,再经过起偏器变晶体,经过电力线路电流磁场的调制后,振动面的旋转为线偏振光,最终到达磁光晶体;由于电力线路中电流角大小相等,但方向相反;再利用差分方法对这两路光产生的磁场作用,通过磁光晶体的线偏振光在该磁场信号进行处理,可提高测量系统的抗共模信号干扰能中发生了偏转,检偏器将偏转角度的大小转换为光照力和
6、电流测量精度。经过光电转换后,A和B两路输出的光照度信号可表示为:IA=U(1+Xsin2πft),f=50Hz(1)IB=V(1-Ysin2πft),f=50Hz(2)式中:U和V为光强的直流分量,X和Y为直接反映了电力线路中待测量的电流值。2电流测量系统设计和实现1:光源驱动电路2:光源3:分光器4:传输光纤5:准直透镜6:起偏2.1电流测量系统组成框图器7:磁光晶体8:电力电流母线9:检偏器10:耦合透镜11:光电探电力传输线路电流测量系统框图如图2所示,两测器12:信号数据处理单元路OCT信号IA和IB,首先
7、经过低通滤波、预放大和直图1光学电流互感器的结构组成流量自动增益均衡化处理;再经过差分电路和信号放收稿日期:2009-06作者简介:刘增水(1969—),男,高级工程师,研究方向为仪器仪表、工业控制和嵌入式系统等。2009年第9期仪表技术·5·大电路处理,在微控制器的控制下,使用ADC模数转大倍率,直至电路重新进入平衡状态。由于A和B信换器,得到电流测量数据;最后由微控制器把测量数据号处理电路使用相同-Vref信号,经过图3电路处理传送给后端电力测量系统低压侧的合并单元模块电后,式(1)、(2)中的IA和IB变化为下
8、式的IC和ID:路,完成电流数据的分析、计量和显示等功能。合并单IC=W(1+Z1sin2πft),f=50Hz(3)元电路模块一般按照相应的国家标准进行设计和实ID=W(1-Z2sin2πft),f=50Hz(4)现,限于篇幅本文不作讨论。式(3)和式(4)经过差分电路处理,即可得到电力线路电流量值为:I=W(Z1+Z2)sin2πft,f=
