一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，該方法在光纖電流互感器信號(hào)處理過(guò)程中加入附加閉環(huán)調(diào)制子系統(tǒng)，來(lái)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)的控制增益，抑制由于數(shù)字-模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器等電子器件的溫漂及老化、集成相位調(diào)制器半波電壓的變化等因素而導(dǎo)致的相位調(diào)制通道的增益發(fā)生隨機(jī)變化，提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性，提高反饋相位的精度，進(jìn)而提高互感器的穩(wěn)定性。本發(fā)明從光纖電流互感器信號(hào)處理流程入手，從控制參數(shù)穩(wěn)定性的角度，優(yōu)化信號(hào)處理方式，抑制相位漂移，提高閉環(huán)反饋調(diào)制相位的精度。
【專利說(shuō)明】一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力互感器測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及的是一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖電流互感器是建立在Farady磁光效應(yīng)基礎(chǔ)上的光學(xué)干涉儀，即在閉合光路中從同一光源發(fā)出的光波，經(jīng)過(guò)偏振特性處理，形成左右圓偏振特性的兩束偏振光，沿相同的方向傳播，并匯合至同一探測(cè)點(diǎn)而產(chǎn)生干涉；若閉合光路受電流磁場(chǎng)的影響，則左右圓偏振特性的兩束偏振光波產(chǎn)生光程差，該光程差對(duì)應(yīng)的Farady相位差與載體電流量成正比。
[0003]參見(jiàn)圖1，光纖電流互感器的信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)光波相位差進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)處理，得到載體電流量。在信號(hào)檢測(cè)處理方面，光纖電流互感器通過(guò)數(shù)字閉環(huán)反饋系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量光波非互易相位差引起的光波強(qiáng)度變化，獲取與非互易相位差成比例關(guān)系的被測(cè)電流信息。光纖電流互感器克服了電磁式電流互感器所存在的磁滯飽和、波形畸變等弱點(diǎn)，滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電流測(cè)量值可靠性的需求。
[0004]目前，光纖電流互感器信號(hào)處理方式采用的閉環(huán)反饋方式，其信號(hào)檢測(cè)及處理過(guò)程描述如下:光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)耦合器后由偏振器起偏，形成線偏振光；線偏振光被轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮陀倚膱A偏振光，進(jìn)入傳感光纖；在傳感光纖中由于傳輸電流產(chǎn)生磁場(chǎng)Farady效應(yīng)，兩束圓偏振光以不同的速度傳輸；經(jīng)由傳感光纖再次通過(guò)λ/4波片后，恢復(fù)為線偏振光，并在偏振器處發(fā)生干涉，干涉光波經(jīng)過(guò)耦合器進(jìn)入PIN光電檢測(cè)器。PIN探測(cè)器檢測(cè)干涉信號(hào)光強(qiáng)變化，經(jīng)過(guò)光電信號(hào)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理之后，送入FPGA/DSP信號(hào)處理系統(tǒng)，形成閉環(huán)反饋電壓信號(hào)來(lái)調(diào)制電光相位調(diào)制器，使相位調(diào)制器在光纖環(huán)中施加非互易的反饋補(bǔ)償相移，該反饋相移與外部電流導(dǎo)致的Farady相移大小相等、方向相反,使光纖電流互感器閉環(huán)系統(tǒng)始終工作在相位零點(diǎn)附近，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)獲取該補(bǔ)償相移的大小，經(jīng)過(guò)比例因子轉(zhuǎn)換得出光纖電流互感器的電流量值信息。
[0005]然而，在目前的光纖電流互感器的信號(hào)處理系統(tǒng)中，由于D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器等電子器件的溫漂及老化、相位調(diào)制器半波電壓的波動(dòng)變化等因素導(dǎo)致相位調(diào)制通道的增益發(fā)生變化，閉環(huán)反饋系數(shù)發(fā)生漂移，出現(xiàn)控制相位誤差，進(jìn)而影響閉環(huán)復(fù)位精度，直接影響到光纖電流互感器的測(cè)量精度、重復(fù)性、可靠性等性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是克服光纖電流互感器現(xiàn)有的控制參數(shù)穩(wěn)定性技術(shù)難題，結(jié)合光纖電流互感器閉環(huán)信號(hào)處理技術(shù)，而提供一種光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定方法，該方法可以抑制閉環(huán)反饋系數(shù)的漂移誤差，可以降低對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)電子元器件性能的要求。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法包括以下步驟:
[0009]I)將光纖電流互感器的信號(hào)處理單元中的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)弓丨出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連；該反饋系數(shù)信號(hào)處理單元其處理過(guò)程是由時(shí)序控制部分、數(shù)據(jù)處理部分、反饋修正部分組成。
[0010]2)將光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的時(shí)序控制信號(hào)引出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連；
[0011]3)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元選取光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的2 π相位時(shí)序控制信號(hào)；
[0012]4)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元以2 π相位時(shí)序控制信號(hào)為基準(zhǔn)，選取信號(hào)處理單元中2π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)；
[0013]5)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，對(duì)上述步驟(4)中2 π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)值進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生電壓數(shù)字量差值；
[0014]6)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，以上述步驟(5)中的電壓數(shù)字量差值為誤差量，所述反饋系數(shù)信號(hào)處理單元將誤差量傳輸給光纖電流互感器的信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元通過(guò)相位調(diào)制器來(lái)修正光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的反饋回路增益，實(shí)現(xiàn)反饋相位精確控制。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
[0016]在現(xiàn)有的光纖電流互感器信號(hào)處理過(guò)程中，從閉環(huán)控制原理出發(fā)，構(gòu)建了反饋控制信號(hào)處理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)涉及到光電信號(hào)處理等方面的子系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，受溫度、器件老化等因素的影響，閉環(huán)反饋的系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，直接影響到互感器的線性度、可靠性、穩(wěn)定性；本發(fā)明從提高光纖電流互感器反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法入手，通過(guò)在光纖電流互感器信號(hào)處理過(guò)程中引入附加控制單元，優(yōu)化信號(hào)處理方式，控制反饋系數(shù)的穩(wěn)定性，抑制相位漂移，提高閉環(huán)反饋調(diào)制相位的精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn)有光纖電流互感器結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3為本發(fā)明一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]由圖1可以看出，光纖電流互感器數(shù)字閉環(huán)系統(tǒng)主要由光源、耦合器、偏振器、相位調(diào)制器、波片、光電探測(cè)器、光纖環(huán)和信號(hào)處理單元組成。
[0022]光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)耦合器、偏振器、波片后形成為兩種圓偏振態(tài)的光波，進(jìn)入光學(xué)感應(yīng)環(huán),這兩種圓偏振態(tài)的光波在光纖環(huán)中傳播,感應(yīng)電力線的電流運(yùn)動(dòng),在探測(cè)器處檢測(cè)干涉信號(hào)光強(qiáng)變化，經(jīng)過(guò)光電信號(hào)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理之后，送入FPGA/DSP信號(hào)處理系統(tǒng)，形成閉環(huán)反饋電壓信號(hào)來(lái)調(diào)制電光相位調(diào)制器，使相位調(diào)制器在光纖環(huán)中加入非互易的反饋補(bǔ)償相移，該反饋相移與外部電流導(dǎo)致的Farady相移大小相等、方向相反,使光纖電流互感器閉環(huán)系統(tǒng)始終工作在相位零點(diǎn)附近，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)獲取該補(bǔ)償相移的大小，經(jīng)過(guò)比例因子轉(zhuǎn)換得出電力線的電流信息。
[0023]由圖2可看出，本發(fā)明方法在信號(hào)處理單元增加了反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，該反饋系數(shù)信號(hào)處理單元其處理過(guò)程是由時(shí)序控制部分、數(shù)據(jù)處理部分、反饋修正部分連接組成；通過(guò)時(shí)序控制信號(hào)、數(shù)字電壓信號(hào)的綜合應(yīng)用，生成反饋修正信號(hào)，來(lái)調(diào)整相位反饋通道的增益，從而產(chǎn)生準(zhǔn)確的控制相位。
[0024]本發(fā)明的基于電壓調(diào)制的光纖電流互感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定方法，包括以下步驟:
[0025]I)將光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)弓丨出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連；
[0026]2)將光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的時(shí)序控制信號(hào)引出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連；
[0027]3)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，選取光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的2 π相位時(shí)序控制信號(hào)；
[0028]4)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，以2 π相位時(shí)序控制信號(hào)為基準(zhǔn)，選取信號(hào)處理單元中2π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)；
[0029]5)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，對(duì)上述步驟(4)中2 π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)值進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生電壓數(shù)字量差值；
[0030]6)在反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，以上述步驟(5)中的電壓數(shù)字量差值為誤差量，來(lái)修正光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的反饋回路增益，實(shí)現(xiàn)反饋相位精確控制。
[0031]本發(fā)明的原理是:
[0032]光纖電流互感器的基本原理就是建立在磁光Farady效應(yīng)基礎(chǔ)上，電流磁場(chǎng)導(dǎo)致光纖中的兩束光波產(chǎn)生光程差，進(jìn)而得出與之相應(yīng)的磁光Farady相位C>S:
[0033]Φ8=(4Νν) X1ut (I)
[0034]其中，C>S為電流磁場(chǎng)引起的Farady效應(yīng)相位差,N為光纖匝數(shù),V為維爾德系數(shù)，Iwt為電力線電流量，光纖匝數(shù)N、維爾德系數(shù)等參數(shù)均為定值，因此，電流互感器的輸出相移OS與輸入電流量Iwt成正比；光纖電流互感器就是利用磁光Farady效應(yīng)，通過(guò)對(duì)光纖環(huán)中光束進(jìn)行相位解調(diào)，進(jìn)而敏感相位的變化來(lái)感知外部載體的電流信息。
[0035]目前，國(guó)內(nèi)外在光纖電流互感器信號(hào)處理方面，均采用數(shù)字閉環(huán)信號(hào)處理技術(shù)。數(shù)字閉環(huán)光纖電流互感器是通過(guò)在光纖環(huán)中加入非互易的補(bǔ)償相移，來(lái)抵消由光纖環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁光Farady相移，該補(bǔ)償相移與磁光Farady相移大小相等，方向相反，使光纖電流互感器始終工作在相位零點(diǎn)附近，通過(guò)獲取該補(bǔ)償相移的大小來(lái)得出光纖電流互感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
[0036]光纖電流互感器的數(shù)字閉環(huán)信號(hào)處理系統(tǒng)主要由光源、耦合器、集成光學(xué)調(diào)制芯片(10C)、波片、光電探測(cè)器、光纖環(huán)和反射鏡組成。光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)耦合器后由偏振器起偏，形成線偏振光；線偏振光以45°角注入保偏光纖,被平均注入保偏光纖的X軸和Y軸傳輸；當(dāng)這兩束正交模式的光經(jīng)過(guò)λ/4波片后，分別轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮陀倚膱A偏振光，進(jìn)入傳感光纖；在傳感光纖中由于傳輸電流產(chǎn)生磁場(chǎng)Farady效應(yīng)(法拉第效應(yīng),又叫法拉第旋轉(zhuǎn)，是一種磁光效應(yīng))，兩束圓偏振光以不同的速度傳輸；由傳感光纖端面的鏡面反射后，兩束圓偏振光的偏振模式互換，再次穿過(guò)傳導(dǎo)光纖，并再次和電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，使產(chǎn)生的相位加倍；包含F(xiàn)arady相位差的兩束光再次通過(guò)λ /4波片后，恢復(fù)為線偏振光，并在偏振器處發(fā)生干涉，干涉光波經(jīng)過(guò)稱合器進(jìn)入光電探測(cè)器，即PIN(Personal IdentificationNumber)探測(cè)器。[0037]PIN探測(cè)器檢測(cè)干涉信號(hào)光強(qiáng)變化，經(jīng)過(guò)光電信號(hào)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理之后，送入FPGA/DSP信號(hào)處理單元，形成閉環(huán)反饋電壓信號(hào)來(lái)調(diào)制電光相位調(diào)制器，使相位調(diào)制器在光纖環(huán)中加入非互易的反饋補(bǔ)償相移，該反饋相移與外部電流導(dǎo)致的Farady相移大小相等、方向相反，使光纖電流互感器閉環(huán)系統(tǒng)始終工作在相位零點(diǎn)附近，光纖電流互感器的信號(hào)處理單元通過(guò)獲取該補(bǔ)償相移的大小，經(jīng)過(guò)比例因子轉(zhuǎn)換得出電力線的電流信息。
[0038]PIN探測(cè)器所檢測(cè)的光波干涉信號(hào)I為:
[0039]I=IQ[l+cos(OS+Of+OJ)]
[0040](2)
[0041]經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，輸出的電壓信號(hào)為V=KIQ[l+C0S(OS+cDf+OJ)]，其中，I。為干涉光波振幅，K為光電轉(zhuǎn)換系數(shù)，OS為電流信號(hào)產(chǎn)生非互易相移，OS=(4NV) Itjut, Itjut為被測(cè)電流，Φ?.為方波產(chǎn)生偏置非互易相移，用于提高信號(hào)檢測(cè)的靈敏度及判別電流方向，Φ】為階梯波產(chǎn)生非互易相移，N為光纖匝數(shù)，V為維爾德系數(shù)。
[0042]方波信號(hào)在正負(fù)半周產(chǎn)生相移為土 π /2的偏置相位，階梯波增量用于補(bǔ)償外部磁光Farady相移，方波和階梯波調(diào)制信號(hào)都加入相位調(diào)制器之后，在電流互感器中產(chǎn)生的非互易相移為Λ 0 = 0S+0f+0J，在方波的正半周，Of= /2，干涉儀的輸出信號(hào)V1為:
[0043]V1=K I。[Ι-sin (ΦS+Φ J) ] (3)
[0044]在方波的負(fù)半周，Of=-Ji /2，干涉儀的輸出信號(hào)V2為: [0045]V2=KIQ[l+sin(OS+OJ)] (4)
[0046]將方波正半周/[目號(hào)(3)和負(fù)半周/[目號(hào)(4)相減可得:
[0047]Λ V=IKItlS in (Φ S+Φ】) (5)
[0048]通過(guò)閉環(huán)反饋使Φε=-Φ J保證Δ V=O,而當(dāng)AV古O時(shí),便用AV作為控制量去控制閉環(huán)反饋階梯波發(fā)生器，改變階梯波在遞增階段產(chǎn)生的電壓增量，該電壓增量與光波相移OJ成正比關(guān)系，通過(guò)閉環(huán)反饋控制始終使os+oj=o，在數(shù)字閉環(huán)達(dá)到平衡時(shí)，階梯波的階梯高度增量同所測(cè)量的電流成正比，階梯波高度增量就對(duì)應(yīng)光纖電流互感器輸出的電流信號(hào)。理想情況下，通過(guò)閉環(huán)反饋控制，光電探測(cè)器PIN檢測(cè)到的干涉信號(hào)為零電平。
[0049]在本發(fā)明中，在信號(hào)處理單元增加了反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，通過(guò)比較階梯波復(fù)位前后2π相位和零相位時(shí)刻探測(cè)器信號(hào)的采樣值，可以得到復(fù)位誤差信號(hào)，來(lái)判斷控制相位的電壓是否發(fā)生漂移；對(duì)誤差信號(hào)積分，該積分信號(hào)輸出來(lái)調(diào)整相位反饋通道的增益，從而產(chǎn)生準(zhǔn)確的控制相位。
[0050]在現(xiàn)有的光纖電流互感器信號(hào)處理過(guò)程中，從閉環(huán)控制原理出發(fā)，構(gòu)建了反饋控制信號(hào)處理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)涉及到光電信號(hào)處理等方面的子系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，受溫度、器件老化等因素的影響，閉環(huán)反饋的系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，直接影響到互感器的線性度、可靠性、穩(wěn)定性；本發(fā)明從提高光纖電流互感器反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法入手，通過(guò)在光纖電流互感器信號(hào)處理過(guò)程中引入附加控制單元，優(yōu)化信號(hào)處理方式，控制反饋系數(shù)的穩(wěn)定性，抑制相位漂移，提高閉環(huán)反饋 調(diào)制相位的精度。
[0051 ] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，其方法為:在光纖電流互感器的信號(hào)處理單元上連接一反饋系數(shù)信號(hào)處理單元，該反饋系數(shù)信號(hào)處理單元通過(guò)比較階梯波復(fù)位前后2 π相位和零相位時(shí)刻探測(cè)器信號(hào)的采樣值，得到復(fù)位誤差信號(hào)，來(lái)判斷控制相位的電壓是否發(fā)生漂移；對(duì)誤差信號(hào)積分，該積分信號(hào)輸出來(lái)調(diào)整相位反饋通道的增益，從而產(chǎn)生準(zhǔn)確的控制相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，其方法具體步驟包括如下: 1)將光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的PIN探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)弓丨出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連； 2)將光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的時(shí)序控制信號(hào)引出，引出信號(hào)輸出端與反饋系數(shù)信號(hào)處理單元的輸入端相連； 3)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元選取光纖電流互感器的信號(hào)處理單元中的2π相位時(shí)序控制信號(hào)； 4)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元以2π相位時(shí)序控制信號(hào)為基準(zhǔn)，選取光纖電流互感器的信號(hào)處理單元中2π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)； 5)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元對(duì)上述步驟(4)中2π相位及相鄰的零相位的光電探測(cè)器的數(shù)字電壓信號(hào)值進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生電壓數(shù)字量差值； 6)反饋系數(shù)信號(hào)處理單元以上述步驟(5)中的電壓數(shù)字量差值為誤差量，來(lái)修正光纖電流互感器信號(hào)處理單元中的反饋回路增益，實(shí)現(xiàn)反饋相位精確控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述PIN探測(cè)器檢測(cè)干涉信號(hào)光強(qiáng)變化，經(jīng)過(guò)光電信號(hào)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理之后，送入FPGA/DSP信號(hào)處理單元，形成閉環(huán)反饋電壓信號(hào)來(lái)調(diào)制電光相位調(diào)制器，使相位調(diào)制器在光纖環(huán)中加入非互易的反饋補(bǔ)償相移，該反饋相移與外部電流導(dǎo)致的Farady相移大小相等、方向相反，使光纖電流互感器閉環(huán)系統(tǒng)始終工作在相位零點(diǎn)附近，光纖電流互感器的信號(hào)處理單元通過(guò)獲取該補(bǔ)償相移的大小，經(jīng)過(guò)比例因子轉(zhuǎn)換得出電力線的電流信肩、O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述PIN探測(cè)器所檢測(cè)的光波干涉信號(hào)為: i=i0[i+cos (Φε+Φf+ΦJ](2) 經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，輸出的電壓信號(hào)為V=K IJOtl+cos^S+cDf+OJ)]，其中，K為光電轉(zhuǎn)換系數(shù)，OS為電流信號(hào)產(chǎn)生非互易相移，ΦS=GNvntjut, U為被測(cè)電流，Φ?.為方波產(chǎn)生偏置非互易相移，用于提高信號(hào)檢測(cè)的靈敏度及判別電流方向，OJ為階梯波產(chǎn)生非互易相移，N為光纖匝數(shù)，V為維爾德系數(shù)，10為干涉光波振幅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高光纖電流互感器閉環(huán)反饋系數(shù)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，方波信號(hào)在正負(fù)半周產(chǎn)生相移為土 π/2的偏置相位，階梯波增量用于補(bǔ)償外部磁光Farady相移，方波和階梯波調(diào)制信號(hào)都加入光纖電流互感器的相位調(diào)制器之后，在電流互感器中產(chǎn)生的非互易相移為Λ 0 = 0S+0f+0J，在方波的正半周，C>f= π /2,干涉儀的輸出信號(hào)V1為: νι=ΚΙ0[1-sin(ΦS+ΦJ)] (3)在方波的負(fù)半周，Of=-η/2，干涉儀的輸出信號(hào)V2為: V2=KIQ[l+sin(OS+OU)] (4) 將方波正半周信號(hào)(3)和負(fù)半周信號(hào)(4)相減可得電壓數(shù)字量差值: AV=-2KIQsin(OS+OU) (5) 通過(guò)閉環(huán)反饋使OS=-OJ保證Δ V=O,而當(dāng)Δν古O時(shí),便用Δ V作為控制量去控制閉環(huán)反饋階梯波發(fā)生器，改變階梯波在遞增階段產(chǎn)生的電壓增量，該電壓增量與光波相移OJ成正比關(guān)系，通過(guò)閉環(huán) 反饋控制始終使os+oj=o，在數(shù)字閉環(huán)達(dá)到平衡時(shí)，階梯波的階梯高度增量同所測(cè)量的電流成正比，階梯波高度增量就對(duì)應(yīng)光纖電流互感器輸出的電流信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK103926457SQ201410169188
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】盧樹(shù)峰, 王立輝, 王忠東, 楊世海, 徐明銳, 陳銘明, 陳剛, 趙雙雙, 田正其, 季欣榮, 吳橋, 林旗, 馮澤龍 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 東南大學(xué)