光学电流互感器的稳定性研究及改善

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1、2015年6月吉林电力Jun．2015第43卷第3期(总第238期)JilinElectricPowerVo1．43No．3(Ser．No．238)光学电流互感器的稳定性研究及改善ResearchandImprovementontheStabilityofOpticalCurrentTransformer徐雪鹏(吉林省电力勘测设计院，长春130022)摘要：针对目前光学电流互感器缺乏长期运行稳定性的问题，通过理论分析，总结出影响运行稳定性的主要因素在于环境温度变化导致磁光材料中线性双折射发生波动。在此基础上对现有传感头结构进行研究及改进，利用ANSOFT、ANSYS等软件搭建了

2、能够模拟传感头在各种结构及工况条件下运作的仿真平台，并对改进后传感头进行了运行模拟。结果表明：改进式光学电流互感器传感头结构不仅能够有效提高其长期运行稳定性，且完全满足我国电力行业对于0．2级电流互感器误差的标准JJG313—2o1O《测量用电流互感器检定规程》及JJG314—201O《测量用电压互感器检定规程》的规定。关键词：光学电流互感器；传感头；稳定性；仿真测试Abstract：Opticalcurrenttransformerlacklong—termoperationstability．Mainfactorsaffectingthestabilityofoperati

3、onisenvironmentaltemperaturechangethatleadstolinearbirefringencefluctuationsinmagneto—opticmateria1．Researchandimprovementweremadetotheexistingstructureofsensinghead．SimulationplatformwassetupusingANSOFT，ANSYSsoftwaretosimulatethesensingheadofdifferentstructureandworkingconditions．Simulation

4、oftheimprovedsensingheadshowedthattheimprovedstructurecannotonlyeffectivelyimprovethelong—termstabilitybutalsocompletelysatisfytheerrorstandardfor0．2s—classcurrenttransformeraccordingtoJJG313-2010andJJG314-2010．Keywords：opticalcurrenttrans{ormer；sensinghead；stability；simulationtest中图分类号：TM93

5、文献标志码：A文章编号：1009—5306(2015)03—0021—04随着现代电力系统由传统高压输送形式向超高工程光学电流互感器传感头的基本工作原理是压和大容量方向的升级发展，光学电流互感器也正利用法拉第磁光效应，即：线偏振光通过置于磁场中逐渐走向成熟。近年来我国对智能化电网的整体升的晶体时，角度将发生偏转，偏转角可由公式(1)级改造，也大大推动了光学电流互感器这一新式设计算：备的应用化进程。然而光学电流互感器虽然有着绝rr一ld一V·IH·dL(1)缘性更高，经济性更好等多方面的优势，但由于实际qJ式中：L为光程长度；V为光学材料的维尔德常数；变电站的户外运行条件及技术原

6、因，目前在我国(尤其是四季温差较大的东北部地区)光学电流互感器H为磁场强度。由安培环路定律可推导出公式(2)：尚未在实际工程中广泛应用。根据到变电站运行的r实际需求，缺乏长期运行稳定性是阻碍光学电流互—V’IH·dL—V·i(2)感器实现大面积推广的最主要原因，因此，本文在综式中：i为闭合环路中所通过的电流强度；为闭合合分析光学电流互感器工作理论的基础上采用合理积分路径。手段提高其稳定性。根据公式(2)可知，当想测得电流强度i时，只需通过测得线偏光的偏转角即可。对于的测定，1光学电流互感器传感头的原理可以根据马吕斯定律将偏转角和光强建立联系，即线偏振光在恒定磁场的作用下发生偏转

7、，通过检偏收稿日期：2015—04—01作者简介：徐雪鹏(1985)，男，从事电网规划设计工作。·21·2015年6月Jun．2015第43卷第3期(总第238期)Vo1．43No．3(Ser．No．238)器后的透射光强。表达式为：变的，因此，从理论上证实了磁光材料中温度变化及1线性双折射是影响实际运行中光学电流互感器稳定I。一COS(d一一÷，(1+cos2(d—)](3)厶性的最主要因素。式中：a是检偏器方向与线偏振光方向之间的夹角；是偏振光的光强。3改善光学电流互感器稳定性的方法将输