基于锁定放大器的光学电流互感器的研究及应用

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1、湖南电力第3l卷第1期HUNANELECTRICPOWER2011年2月doi：10．3969／j．issn．1008-0198．2011．01．004基于锁定放大器的光学电流互感器的研究及应用王灿’。吴菲菲(1．湖南省电力公司超高压管理局，湖南长沙410004；2．湖南省电力公司调度通信局，湖南长沙410007)摘要：随着电力系统的发展，传统的直流互感器因为种种缺点已经难以适应超高压直流测量的需要。光学电流互感器自问世以来，以其无饱和、高绝缘、抗电磁干扰等诸多优点成为传统电磁式电流互感器的替代产品。但长

2、期以来因种种不利因素的困扰OCT的实用化迟迟没有提上日程。本文针对提高光学电流互感器的输出信噪比展开研究，分析OCT的信噪特性，进行基于相关检测原理的锁定放大器在提高OCT测量精度中的研究和应用，并应用于超高压直流电流的测量中。关键词：光学电流互感器；法拉第效应；信噪比；锁定放大器中图分类号：TM835文献标识码：A文章编号：1008—0198(2011)O1—0014—05Researchandapplicationofopticalcurrenttransducerbasedonlock·inampl

3、ifierinthemeasurementofEHVDCWANGCan．WUFei—fei(1．HunanProvincialEHVTranmission＆TransformationBureau，Changsha410004，China；2．HunanDispatchesandCommunicationBureau，Changsha410007，China)Abstract：Asthedevelopmentoftheelectricpowersystem，traditionalDCtransducers

4、cannotsatisfymeasurifigrequirementofEHVDC．Becauseoftheadvantagessuch8santi—electromagnetisminterference，smallphysicalvolumeandnosaturation。theopticalcurrenttransducers(OCT)basedOnFaradayefectsprinciplewiltakeplaceoftheconventionalcurrenttransducerstobeemp

5、loyedinthecurrentmeasurementoftheelectricpowersysteminthefuture．ButmanydisadvantageshasobstructedthepracticalturnofOCTforalongtime．Inthispaper，amethodtoimprovethesignal／noiseratio(SNR)isdiscussedandtheSNRcharacteristicsofOCTisanalysed．Theapplicationmethod

6、toenhanceprecisionforlock—in·amplifier(LIA)basedoncorrelativedetectiontheoryisputforward，anditisusedinthemeasurementofEHVDC．Keywords：opticalcurrenttransducer；Faradayefects；signal／noiseratio；lock-in—amplifier现阶段，超高压直流输电已在我国快速发展，缘费用昂贵；(3)充油易爆炸；(4)二次开路有直流电流互

7、感器是直流系统中测量、计量及继电保过电压的危险；(5)抗电磁干扰能力差；(6)体护的最基本单元。但是国内目前许多直流输电系统积大，安装和维护困难。中采用的仍然是用传统的直流电流互感器获取信与传统的电磁式互感器相比，基于光学传感技号，虽然在性能上基本能满足要求，但随着系统电术的光学电流互感器(OCT)的优势在于：(1)压等级的不断提高，其缺点便更加明显地暴露出采用光纤传输，简化了绝缘结构，具有优良的绝缘来，主要有：(1)电力系统故障时，因电流互感性能和优越的性价比，抗干扰能力强；(2)因无器铁芯严重饱和而使

8、得电流互感器二次侧输出电流铁芯，不存在磁饱和，铁磁谐振等问题；(3)功严重畸变，导致继电保护难以正确动作；(2)绝能齐全，测量准确度高；(4)无噪音，污染小，收稿日期：2010．04—06改回日期：2010—10—09·14·第31卷第1期王灿等：基于锁定放大器的光学电流互感器的研究及应用2011年2月环保性能好；(5)体积小，便于安装和维护；(6)因此在保证有用信号无失真地通过的条件和器件允具有数字通讯接口，能适应电力系统数