[发明专利]一种全光纤电流互感器及其半波电压修正方法

说明书

本发明涉及一种全光纤电流互感器及其半波电压修正方法，属于电力系统自动化技术领域。其中修正方法包括：运行前，实时获取出射光，计算出射光的光强值，以及额外光强差；额外光强差为：2π溢出后的第一个渡跃周期的光强值与2π溢出前最后一个渡跃周期的光强值之差；将额外光强差为零作为目标，对半波电压进行修正，完成初始化过程，得到修正后的半波电压值，将修正后的半波电压值作为运行时的初始半波电压进行电流的测量。本发明在全光纤电流互感器测量电流前，通过将额外光强差为零作为目标，对半波电压进行修正，完成初始化过程。若果半波电压偏差较大时，在测量前就完成半波电压的修正，提高电流的测量效率和准确性。

技术领域

本发明涉及一种全光纤电流互感器及其半波电压修正方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

电流互感器是电力系统中最关键的输变电设备之一，它被广泛应用于继电保护、电流测量和电力系统分析之中。传统电磁感应式的电流互感器，随着电力系统的快速发展，不断暴露出了一系列缺点：绝缘性能差、电磁干扰抵抗力低、动态范围小、频带窄、不能测直流等，难以满足新一代电力系统在线检测、高精度故障诊断、电网数字化等发展的需求。

因此迫切需要研制新的电气测量方法和设备。全光纤光学电流互感器就是其中优秀突出的新一代电子式互感器。全光纤电流互感器结合了光纤陀螺和法拉第磁光效应光学原理，是一种建立在偏振光干涉基础上的光学精密仪器，主要由SLD光源、相位控制器(即相位调制器)、光电探测器等光学元件组成，并采用光学测量原理传送数字信号，实现了电量信息传递的源头数字化。相较与传统电磁式电流互感器，全光纤电流互感器具有动态范围大、测量精度高、线性度好、无磁饱和、体积小、重量轻、一二次完全隔离、低压侧无开路危险等优点。

然而，全光纤电流互感器在经过长时间的使用后，其中相位调制器由于其内部光学器件性能的下降导致半波电压会有较大的偏移，最终导致全光纤电流互感器内部误差偏大，因此在使用时需要对半波电压值进行实时跟踪和动态调整。

现有技术中，名称为“光纤电流互感器关键状态在线检测技术研究”，作者为刘博阳，日期为2017年6月的专业硕士学位论文中，公开了在测量电流时，通过检测溢出后第一个周期与溢出前最后一个周期的光强差，利用比例积分算法对半波电压进行控制和跟踪。通过调整合适的积分时间和系数，实现跟踪，然而在半波电压偏差较大时，边测量电流边修正半波电压，不仅导致电流测量效率低，而且由于电流的影响导致半波电压修正的精度变低，最终导致电流的测量不准确。

发明内容

本申请的目的在于提供一种全光纤电流互感器的半波电压修正方法，用以解决现有方法在半波电压偏差较大时，边测量电流边修正半波电压准确度低、效率低的问题；同时还提供一种全光纤电流互感器，用以解决现有全光纤电流互感器在半波电压偏差较大时，边测量电流边修正半波电压准确度低、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种全光纤电流互感器的半波电压修正方法，包括以下步骤：

运行前，对全光纤电流互感器进行初始化：

实时获取出射光，计算出射光的光强值，以及额外光强差；所述额外光强差为：2π溢出后的第一个渡跃周期的光强值与2π溢出前最后一个渡跃周期的光强值之差；

将额外光强差为零作为目标，对半波电压进行修正，完成初始化过程，得到修正后的半波电压值，将修正后的半波电压值作为运行时的初始半波电压进行电流的测量。

有益效果是：本发明在全光纤电流互感器测量电流前，进行初始化，通过将额外光强差为零作为目标，对半波电压进行修正，完成初始化过程。若果半波电压偏差较大时，在测量前就完成半波电压的修正，提高电流的测量效率和准确性。

进一步的，为了保证修正半波电压的准确性，通过半波电压修正量对半波电压进行修正；其中，半波电压修正量至少包括两个梯度，每个梯度对应额外光强差的绝对值所处的范围；