[发明专利]全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法，包括LD扫频光源、数据采集模块、振动测量模块和计算机，LD扫频光源模块连接有第一耦合器连接，第一耦合器分别连接有温度传感探头、光电转化模块和第一光环形器连接，第一光环形器依次连接有光纤偏振器、相位调制器、保偏光纤延迟线、光纤1/4波片和传感环连接，并通过光电转化模块与数据采集模块连接，传感环套设于电流线上，数据采集模块分别与LD扫频光源和计算机连接，并通过光电转化模块与第一耦合器连接，振动测量模块分别与数据采集模块和振动探头连接，温度传感探头和振动探头设置于传感环上，提高系统的测量准确度与可靠性，具有结构简单、响应速度快和分辨率高。

技术领域

本发明涉及光纤电流互感器技术领域，具体涉及一种全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法。

背景技术

电能是我们生活生产活动中利用最普遍的能源形态之一，由于其来源广、便于运输、存储与使用，使电能成为能源与当今人类活动交互的枢纽。在电能的产生、输送与使用过程中，对电流的测量是必不可少的。针对各种不同场景的电流测量，科学家与工程师们发明了多种基于不同原理的电流测量装置。特别是当今现代工业的高速发展，对电网的输送和检测提出了更高的要求，传统的高压大电流的测量手段将面临严峻的考验。全光纤电流互感器是一种无源电子式电流互感器，具有动态范围大、测量频带宽、抗电磁干扰性能好、体积小、重量轻、便于与高压设备集成、可测直流信号等优点，作为下一代电流互感器是目前研究的热点。

至今，我国在全光纤电流互感器领域已经进行了长达20多年的理论探索、近10年的应用实践，这使得该项目从技术方案到制造工艺，从试验方法到应用规范已初具雏形，但受限于我国光电产业的发展水平和国外基础器件的垄断，国内的产品在一些关键技术指标上仍然无法满足相关标准的要求，无法投入实际使用。

FOCT在现场运行过程中会受到各种外在因素，这些因素将引起全光纤电流互感器内部关键状态量发生变化，从而降低产品的准确性。而温度与振动则是影响FOCT准确性的重要因素。若能实时精确监测FOCT传感环的温度及振动情况，结合补偿算法，可大大提高FOCT的准确度与可靠性。因此，有必要寻求FOCT的温度和振动反馈补偿系统，满足实际应用要求。FOCT-全光纤式光学电流互感器技术及工程应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法，提高系统的测量准确度与可靠性，具有结构简单、响应速度快和分辨率高。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统，包括LD扫频光源、第一耦合器、温度传感探头、第一光环形器、光纤偏振器、相位调制器、保偏延迟线、1/4光纤波片、光电转化模块、数据采集模块、振动测量模块和计算机，

其中，LD扫频光源模块与第一耦合器的201端口连接，第一耦合器的203端口与温度传感探头连接，第一耦合器的204端口与第一光环形器301端口连接，第一光环形器的302端口依次与光纤偏振器、相位调制器、保偏光纤延迟线、光纤1/4波片和传感环连接，传感环套设于电流线上，第一耦合器的202端口和第一光环形器的303端口通过光电转化模块分别与数据采集模块的1502端口和1504端口连接，数据采集模块的1504端口与LD扫频光源连接，数据采集模块的1505端口与计算机连接，数据采集模块的1503端口与振动测量模块连接，振动测量模块连接有振动探头，温度传感探头和振动探头设置于传感环上。

按照上述技术方案，光电转化模块包括第一光电探测器和第二光电探测器，第一耦合器的202端口通过第一光电探测器与数据采集模块的1502端口连接，第一光环形器的303端口通过第二光电探测器与数据采集模块的1504端口连接。

按照上述技术方案，温度传感探头为光纤布拉格光栅。