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期刊號： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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便攜式光纖電流互感器誤差分析及補償方法研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2023-08-28 09:28 瀏覽次數(shù)：275

便攜式光纖電流互感器誤差分析及補償方法研究

劉勇1，張國昌2，張濤3
(1 海軍裝備部駐上海地區(qū)第一軍事代表室，上海 201913；
2 煙臺哈爾濱工程大學研究院，山東 煙臺 264006；
3 哈爾濱工業(yè)大學 儀器科學與工程學院，黑龍江 哈爾濱 150080)
 
    摘 要：針對電解鋁行業(yè)現(xiàn)場測試環(huán)境復雜的問題，提出了用一種便攜式光纖電流互感器結構來代替?zhèn)鹘y(tǒng)固定光纖電流互感器。分析了溫度對波片延遲度的影響，采用了一種變速旋轉光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的波片來抑制溫度的影響；根據(jù)傳感環(huán)柔性安裝過程所導致的光路不閉合問題以及導體偏心位置進行研究，設計出一種柔性安裝傳感環(huán)骨架代替?zhèn)鹘y(tǒng)光纖環(huán)，降低不均勻磁場所帶來的影響。該光纖電流互感器在 -20～70 ℃溫度下輸出比差小于 0.2%，同時在 100～3 000 A 的直流電流測試中滿足 0.2 級的精度要求。
    關鍵詞： 光纖電流互感器；變速旋轉光纖；不均勻磁場；柔性安裝
    中圖分類號：TM452+.94     文獻標識碼：A     文章編號：1007-3175(2023)08-0048-07
 
Research on Error Analysis and Compensation Method of
Portable Fiber Optic Current Transformers
 
LIU Yong1, ZHANG Guo-chang2, ZHANG Tao3
（1 The First Military Representative Office of the Navy Equipment Departments in Shanghai, Shanghai 201913, China;
2 Yantai Research Institute and Graduate School of Harbin Engineering University, Yantai 264006, China;
3 School of Instrumentation Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China）
 
    Abstract: The field test environment of the electrolytic aluminum industry is complex, so this paper proposes a portable fiber optic current transformer structure to replace the traditional fixed fiber optic current transformer. After analyzing the temperature influence on the delay of wave plate, the paper adopts a new kind of variable speed spin fiber to replace the traditional wave plate to suppress the temperature influence.Problems of the unclosed optical path and the conductor eccentric position occur during the process of the sensing ring flexible installation,so a flexible-installed sensing ring skeleton is designed to replace the traditional optical fiber ring to reduce the influence of nonuniform magnetic field. The output ratio difference of this optical fiber current transformer is less than 0.2% under -20 ~ 70 ℃, which meets the accuracy requirement of 0.2 level in the 100 ~ 3 000 A DC current test.
    Key words: fiber optical current transformer; variable speed spin fiber; nonuniform magnetic field; flexible installation
 
參考文獻
[1] KUROSAWA K.Development of fiber-optic current sensing technique and its applications inelectric power systems[J].Photonic Sensors，2014，4(1)：12-20.
[2] 江智偉，林勇鋒，李福興，等. 全光纖電流傳感器的原理及應用[J] . 華東電力，2006，34(8)：78-81.
[3] 李莉，張心天. 光纖電流傳感器及其研究現(xiàn)狀[J].光電子技術與信息，2002，15(2)：37-41.
[4] 李天麟，高吉普，魯彩江. 光學電流互感器研究與評述[J]. 貴州電力技術，2015，18(12)：73-75.
[5] 李振華，王堯，孫婉楨，等. 光學電流互感器的研究現(xiàn)狀分析[J]. 變壓器，2018，55(5)：33-38.
[6] 王夏霄，張宇寧，于佳，等. 便攜式光纖電流互感器傳感頭設計[J]. 光子學報， 2016，45(12)：18-23.
[7] KYUMA K, TAI Shuichi, NUNOSHITA M, et al.Fiber Optic Measuring System for Electric Current by Using a Magnetooptic Sensor[J].IEEE Journal of Quantum Electronics，1982，18(10)：1619-1623.
[8] 徐成斌，徐盛果，陳銳，等. 基于動態(tài)溫度補償技術的全光纖電流互感器[J] . 光學與光電技術，2021，19(6)：80-87.
[9] 尹士玉，張世昌，吳甜. 全光纖電流互感器溫度誤差分析與溫度誤差補償[J] . 電測與儀表，2017，54(7)：16-21.
[10] 陳碩，劉占元，劉鵬飛，等. 基于光纖反射腔的高靈敏電流傳感器方案[J] . 光學與光電技術，2014，12(1)：19-23.
[11] YAKYMYSHYN C P, BRUBAKER M A, JOHNSTON P M,et al.Manufacturing challenges of optical current and voltage sensors for utility applications[C]//Sensors and Controls for Advanced Manufacturing，1998：2-19.
[12] YANG Yuanhong.Temperature sensor based on PNR in Sagnac interferometer[J].Chinese Optics Letters， 2004，2(5)：259-261.
[13] HUANG Hung-Chia . Practical circular-polarization-maintaining optical fiber[J].Applied Optics，1997，36(27)：6968-6975.
[14] GAO Hongze, WANG Guochen, GAO Wei, et al.A chiral photonic crystal fiber sensing coil for decreasing the polarization error in a fiber optic current sensor[J].Optics Communications， 2020，469(11)：125755.
[15] 王夏霄，張宇寧，于佳，等. 傳感頭誤差對便攜式光纖電流互感器的影響[J] . 激光與光電子學進展，2017，54(1)：010601.