全光纤式光学电流互感器技术及工程应用

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1、第220069卷年第21月期供用电45全光纤式光学电流互感器技术及工程应用王巍，张志鑫，杨仪松(南瑞航天(北京)电气控制技术有限公司，北京100854)摘要：介绍了全光纤电流互感器(F0cT)的基本原理、主要特点，并与罗氏线圈、磁光玻璃式电流互感器进行了较为详细的对比。分析了FOCT的广泛应用对继电保护带来的有利影响，还分析了FOCT在工程应用中所面临的主要问题，并提出了解决措施。关键词：全光纤电流互感器；特点；工程应用中图分类号：TM452．94文献标识码：B文章编号：1006—6357(2009)01—0045—04TheFiberOpticalCurrentT

2、ransformer(FOCT)TechnologyandIt’SEngineeringApplicationWANGWei，ZHANGZhixin，YANGYisong(NAE(Beijing)ElectricCOntrolTechnologyLTD．，Beijing100854，BeijingChina)Abstract：Thepaperintroducesfundamentalprinciplesandmaincharacteristicsofthefiberopticalcurrenttransformer(FOCT)，comparesindetailwit

3、htheRogowskicoiltypeCTandmagneto—opticalCT，analyzestheadvantagespreferabletorelayprotectionbyusingFOCT．Facingthemainproblemsintheengineeringap—plicationofFOCT，thepapersuggestssolvingmeasures：Keywords：fiberopticalcurrenttransformer(FOCT)；characteristics；engineeringapplication在电力系统中，电磁式电

4、流互感器被用于测7)无法保证暂态测量的精确度，给继电保护量电流已有一百多年的历史，它们具有结构简单、的可靠性和灵敏性构成威胁，这也是目前变电站运行稳定等优点。但随着电力系统向高电压大电综合自动化系统中测量和保护不容易实现数据完流方向的发展，由于其工作原理所决定的技术上全共享的主要根源。难以解决的困难越来越被体现出来。基于光学传感技术的光学电流互感器(Opti-1)绝缘结构复杂、体积大、成本高。calCurrentTransformer，OCT)与罗氏线圈或低2)存在磁饱和。造成电流互感器二次电流功耗铁芯线圈式的电子式电流互感器(Electrical数值和波形的严重失

5、真而导致继电保护误动作。CurrentTransformer，ECT)一直受到国内外的3)电流测量线性范围小。当电流过大或过广泛关注和深入研究。oCT与ECT均具有无磁小时，比差和相差等测量误差会加大。饱和、安全性高等特点，被公认为是替代电磁式电4)互感器二次侧输出开路时，二次侧的感应流互感器的理想产品。按照敏感环方式的不同，电动势有可能达到数千伏。这不但危及人身设备OCT又可分为磁光玻璃式和全光纤式两种型式。安全，还有可能使二次绕组和二次设备的绝缘遭二者基本原理一致。全光纤式(FiberOptical到损害，甚至使铁芯因过热而损毁。CurrentTransform

6、er，FOCT)采用全光纤光路5)过载能力差。电流互感器二次侧负载超通过一个相位调制器实现电流信号的闭环检测，过所容许的数值时，励磁电流会大大增加，使得铁从而大大提高了传感器的测量精度和长期稳定芯进入饱和状态，从而影响测量精度。长时间运性，性能比磁光玻璃式好，成为国际上OCT发展行还会使铁芯损耗增大、发热严重甚至烧坏绝缘。的主流方向。当绝缘和散热介质为矿物油时，还存在因绝缘击本文在介绍FOCT原理及特点的基础上，着穿而可能导致的燃烧、爆炸的危险。重分析了FOCT在工程应用中所面临的问题并6)输入功率大，功率损耗大。提出了解决措施。46供用电2009年第1期的作用下，

7、两束光波之间产生正比于载体电流的1FOCT的原理、特点及研究现状相位角。经反射镜反射后两柬光波返回到相位调1．1磁光法拉第效应制器，到达偏振器后发生干涉，干涉光信号经过耦磁光法拉第效应是指当一束线偏振光沿着与合器进入光电探测器，探测器输出的电压信号被磁场平行的方向通过磁光材料时，线偏振光的振信号处理电路接收并运算，运算结果通过数字接动平面将产生偏转(见图1)。线偏振光振动平面口输出。当汇流排没有电流时，两束光信号的相偏转角与磁场强度和光在磁场中所经历的路位差为零，信号处理电路输出也为零。当有电流径距离成正比，用数学公式表达为通过时，两束光信号存在一个相位差△==