[发明专利]一种光纤电流互感器频响特性测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤电流互感器频响特性测试系统及方法，属于电力测量技术领域。

背景技术

光纤电流互感器是光纤传感领域中重要的一员，具有动态范围宽、绝缘性能好、测量精度高等优点，可以满足电能计量、继电保护控制等领域的技术需求。它是建立在Farady磁光效应基础上的光学干涉仪，即在闭合光路中从同一光源发出的光波，经过偏振特性处理，形成左右圆偏振特性的两束偏振光，沿相同的方向传播，并汇合至同一探测点而产生干涉；若闭合光路受电流磁场的影响，则左右圆偏振特性的两束偏振光波产生光程差，该光程差对应的Farady相位差与载体电流量成正比，光纤电流互感器的信号处理系统通过对光波相位差进行调制解调，得到载体电流量。

光纤电流互感器通过借鉴光纤陀螺光电信号数字闭环反馈技术，实时测量光波环路中由磁场Farady效应导致的非互易性相位角，进而获取外部电流信息。电磁场-光波耦合感应技术及数字闭环反馈信号处理技术使光纤电流互感器具有动态范围宽、测量精度高、绝缘性能好等优点。光纤电流互感器克服了电磁式电流互感器所存在的磁滞饱和、波形畸变等弱点，满足现代电力系统对电流测量值可靠性的需求。

频响特性是光纤电流互感器的重要性能，频响特性对继电保护、谐波测量、暂态测量，特别是电流差动保护的动作特性有重要的影响。测试分析光纤电流互感器的频响特性是评估光纤电流互感器精度、动态特性及可靠性的重要依据。为了准确地测定电流互感器的频响特性，在现有的光纤电流互感器频响特性测试过程中，需要专门配备大电流发生器，频率特性分析仪、校验仪等装置，通常采用专门的互感器频响特性标定环境，这种测试方式费用昂贵、测试过程繁琐、效率较低，急需一种快速简捷的光纤电流互感器频响特性测试系统及其测试方法。

发明内容

本发明提供了一种光纤电流互感器频响特性测试系统及方法，解决了现有测试方式费用昂贵、测试过程繁琐、效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种光纤电流互感器频响特性测试系统，包括数据录取分析设备以及产生调制电压信号的电压发生器，所述电压发生器的输出端外接光纤电流互感器的光电调制输入端，所述数据录取分析设备的输入端外接光纤电流互感器的输出端，所述数据录取分析设备的输入端还与电压发生器的输出端连接；所述数据录取分析设备用以记录电压发生器输出的调制电压数据，记录光纤电流互感器输出的数据，并对数据进行分析，计算出光纤电流互感器的频响特性。

所述电压发生器输出的调制电压数据和光纤电流互感器输出的数据被数据录取分析设备同步接收。

所述电压发生器输出的调制电压数据按照串行数据格式输出至数据录取分析设备。

所述光纤电流互感器输出的数据按照串行数据格式输出至数据录取分析设备。

所述数据录取分析设备为计算机。

一种光纤电流互感器频响特性测试系统的测试方法，包括以下步骤，

步骤一，连接测试系统；

步骤二，设置电压发生器输出的初始调制电压V0为零值，数据录取分析设备记录光纤电流互感器的初始输出数据，并求出初始输出数据的均值D0；

步骤三，电压发生器生成暂态过程调制电压信号，数据录取分析设备记录光纤电流互感器的输出数据Dn以及调制电压Vn；

步骤四，将步骤三中获得的Dn和Vn去除初始值，得到Di＝Dn-D0和Vi＝Vn-V0；

步骤五，对电压发生器在不同频率、相同幅值的正弦周期信号激励下录取的Di、Vi进行数据处理，分析光纤电流互感器输出数据的幅值特性、相位特性，计算出光纤电流互感器的频响特性。

本发明的有益效果是：1、本发明从光纤电流互感器闭环信号处理过程入手，在信号处理过程中引入模拟调制相位，来模拟不同频率下电力线电流引起的光学非互易性Farady相位，测试光纤电流互感器的频响特性；2、本发明针对光纤电流互感器信号处理特性，以一种全新的方法来评估光纤电流互感器的频响特性，具有测试过程简捷、测量效率高的特点，解决了在光纤电流互感器研制过程中，频响特性测试过程复杂、测试环境要求高、测试费用高、效率低的问题。

附图说明

图1为光纤电流互感器数字闭环系统的结构图。

图2为本发明的系统机构图。

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。