反射式全光纤电流互感器误差的研究

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1、摘要摘要互感器作为电力系统的重要组成之一，为电力系统的正常运作提供测量、保护、线路诊断以及电力监控，随着电力系统的不断升级，互感器的研究也随之更新换代。本文以电流互感器的发展为背景，对反射式全光纤电流互感器的光路原理和性能进行了深入的研究。首先，本文论述了基于Farady磁光效应的两种电流互感器的原理，并在此基础上对其光路结构做了详细的分析，给出了其偏振体系的理论推导。其次，通过对其光路的各个器件的分析，推导出其各器件的琼斯矩阵，用琼斯矩阵构建了全光纤电流互感器的理论模型。另外，对全光纤电流互感器的信号检测方法做了详细描述，给出了基于数字闭环的相位调制

2、及微信号检测方案。最后，用琼斯矩阵法对其光路系统的各个可能引起误差的器件做了详细分析，并给出其误差解决方法，对受温度影响的两大误差源，提出了通过改变1／4波片初始相位的误差补偿方案，根据此方案得出的仿真结果满足0．2S级标准。本文通过对互感器的整个光路系统的分析，分别给出各光路器件误差解决方案，对全光纤电流互感器的研究有一定的指导意义。关键词：光纤电流互感器琼斯矩阵传感光纤AbstractABSTRACTAsallimportantpartinthepowersystem，sensorcarlprovidemeasurement,protection，

3、linediagnosisandpowermonitoringforthepowersystemnormaloperation．Withthedevelopmentofelectricpowersystem，thesensorisdevelopingrapidly．Inthispaper，ittakesthedevelopmentofopticcurrentsensorasthebackground，andmakesfurtherresearchesontheprinciplesoflightpathandcharacteristicsinthesys

4、temofall—fiberopticcurrentsensor．Firstly，thispaperdiscussesthetheoryoftwokindsofall—fiberopticcurrentsensor,whichbasedontheprincipleofFaradaymagneto—opticaleffect，andmadedetailedanalysisforthelightpathstructurebasedonthistheory．Thanpresentsitstheoreticaldeducingprocessforitspola

5、rizationsystem．Secondly,throughtheanalysisofthevariousdevicesoftheopticalpath，wederivetheJonesmatrixofthedevices，andthenbuilttheall·fiberopticcurrentsensormodelwiththeJonesmatrix．Inaddition,itmakeadetaileddescriptionaboutthemethodfordetectingsignalofall-fiberopticcurrentsensor，a

6、ndalsogiveawaytomodulatephasebasedonthedigitalclosed—loop．Finally，usingtheJonesmatrixmethoddoadetailedanalysisaboutthereasonofopticalsystemcausedthedeviceerror,andgivesthewaytosolvetheerror．AccordingtothetwoSOurCeSoferroraffectbythetemperature，putsforwardanewmethodthaterrorcompe

7、nsationusethe1／4waveplate’Sinitialphase．Usingthismethod，thesimulationresultsmeetthe0．2Slevelstandards．Inthispaper，analysisoftheopticalsystemofthetransformer,theopticalpathdeviceerrorSOlutions，forthefullopticalfibercurrentsensorresearchhassomesignificance．Keywords：fiber-opticcurr

8、entsensorJonesmatrixSensingfiber第一章绪论1．1全光纤电流互感