[发明专利]无源电子式电流互感器

说明书

本发明涉及电力系统测量领域，具体涉及一种无源电子式电流互感器的设计。包括：光源闭环反馈控制回路、集成光学器件、光纤环、双闭环控制回路、温度补偿模块，所述光源闭环反馈控制回路输出光信号至集成光学元件，光信号经延迟线、1/4波片传至光纤环产生干涉，干涉信号返回至第二探测器，第二探测器与双闭环控制回路连接，将干涉信号经过双闭环控制回路反馈至集成光学器件，所述温度补偿模块与第二探测器连接。本发明具有绝缘结构简单可靠、体积小、重量轻、线性度好、抗干扰能力强的特点。

技术领域

本发明涉及电力系统测量技术领域，具体涉及一种无源电子式电流互感器。

背景技术

新一代智能变电站中，互感器是监测其运行状态的重要设备，变电站中测量、监控和保护控制依靠它来获得测量、计量、保护所需的电流、电压等信息。随着电压等级的提高，传统电磁式互感器越发暴露出其自身的缺点，如电气绝缘薄弱、体积笨重、动态范围小、存在铁芯饱和、铁磁谐振过电压等。由于电磁式电流互感器难以在大范围内保持一定的精度和线性度，使测量和保护至少需两组或两组以上独立的互感器。电磁式互感器的输出信号以模拟量的方式传送，不同的信号需不同信号电缆传送，使用电缆较多，远距离传送受到限制，且易受到电磁干扰。特别是，电流互感器的铁芯饱和现象，给继电保护正确识别故障带来许多困难。

因此，亟需一种新型互感器以很好满足新一代智能化变电站的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决传统电磁式电流互感器存在的问题，提供一种无源电子式电流互感器，以达到更高的安全性和可靠性，实现大动态范围准确测量。

本发明提供了一种无源电子式电流互感器，包括光源闭环反馈控制回路、集成光学器件、光纤环、双闭环控制回路和温度补偿模块；

所述双闭环控制回路包括：第二探测器、前放、A/D转换器、主解调器、副解调器、主积分器、副积分器、调制方波生成器、阶梯波生成器、主D/A转换器、副D/A转换器、运算放大器和DR转换器；所述第二探测器经前放与A/D转换器连接，A/D转换器分别与主解调器和副解调器连接，主解调器与主积分器连接，副解调器与副积分器连接，副积分器分别与副D/A转换器和DR转换器连接，主积分器与阶梯波生成器连接，所述调制方波生成器分别与主积分器和副积分器连接；

所述光源闭环反馈控制回路输出光信号至集成光学器件，光信号依次经延迟线、1/4波片传至光纤环产生干涉，干涉信号返回至第二探测器，第二探测器与双闭环控制回路连接，将干涉信号经过双闭环控制回路反馈至集成光学器件，所述温度补偿模块与第二探测器连接。

进一步地，所述集成光学器件包括：第一保偏光纤耦合器、Y波导芯片和第二保偏光纤耦合器；所述第一保偏光纤耦合器与光源闭环反馈控制回路连接，光信号经第一保偏光纤耦合器传入Y波导芯片，在第二保偏光纤耦合器和Y波导芯片之间的一个臂上实现90°的对轴，Y波导芯片的两个臂的光波通过第二保偏光纤耦合器传入延迟线圈。

进一步地，所述集成光学器件采用Y波导反射式光路，选用模式匹配光纤作保偏光纤，光纤环采用HB spun光纤，以提高光纤的圆双折射，抑制线性双折射的增加。

进一步地，所述光纤环包括环形骨架，以及缠绕在环形骨架外的光纤，并在所述环形骨架的外围均匀涂抹有用于对光纤进行支撑的柔性材料，光纤能浸没在柔性材料中，且光纤不与环形骨架相贴合。

进一步地，所述光源闭环反馈控制回路包括SLD光源、Lyot消偏器、第一耦合器、第一探测器、处理电路和驱动电路，所述SLD光源发出光信号经Lyot消偏器传输至第一耦合器，第一耦合器输出光源的同时传输信号至第一探测器，经处理电路和驱动电路反馈至SLD光源，自动调节SLD光源的中心波长。