摘要：随着国家新一代智能变电站建设的进一步推进,电子式电流互感器(Electronic Current Transformer,ECT),尤其...随着国家新一代智能变电站建设的进一步推进,电子式电流互感器(Electronic Current Transformer,ECT),尤其是全光纤电流互感器(Fibre Optic Current Transformer,FOCT)成为了电测测量设备的发展趋势。然而,在目前的推广阶段,全光纤电流互感器在工程应用中,面临着环境干扰、现场施工安装不规范和长期运行稳定性的问题。因此,针对以上问题的建模仿真和理论分析,并依据理论指导工程优化和FOCT的实用化的推进越来越迫切。本文研究了FOCT的基本建模、暂态特性、温度特性和一次侧抗磁场干扰能力,为其在智能电网中的更为广泛的应用提供理论基础。本文首先介绍全光纤电流互感器的工作原理,特别是Faraday效应和Sagnac效应;并对FOCT的主要光学元件进行数学建模;针对光学元件由于制造工艺引入的线性双折射干扰进行分析,获得FOCT光路部分的数学模型;根据光路部分的模型和简化,将光路部分和电路控制部分进行统一建模,获得FOCT的整体数学模型,为FOCT的关键特性研究提供数学基础。结合试验,研究表明,所建立的模型与实际的FOCT具有较好的一致性。最后,根据所建立的数学模型,引出本文研究的主要内容——暂态特性、温度特性和一次侧电磁抗干扰能力之间的关系。本文结合FOCT的整体数学模型,考虑数字饱和的需求,对FOCT的暂态特性进行修正建模。并讨论和分析,在暂态下,FOCT数字饱和时,与合并单元(Merging Unit,MU)的配合问题。通过试验,对相关理论分析进行验证,为FOCT的进一步实用化提供理论基础。温度对FOCT的各个方面性能均存在影响。本文对FOCT的温度特性影响因素进行分析,主要包括光学元件的温度特性影响因素和电子模块的温度特性影响因素。然后,对全光纤电流互感器的传感环和延迟光纤进行整体建模,并量化温度对输出特性的影响。并分别从硬件和软件的角度进行温度补偿和抑制,通过试验进行验证温度补偿方案的有效性。根据FOCT的物理原理,磁场是影响FOCT输出性能的主要因素之一。本文分析在几种典型的外部电磁干扰下,如环流罩干扰和相间电流等,传感环附近的电磁场的分布。并对文献中所提出的FOCT传感环分布参数模型进行修正,提出改进的FOCT传感环分布参数模型,与对Faraday旋光角更加关注,减少线性双折射化简的影响。并通过试验对所提出的模型进行验证分析。在工程应用中,长期运行稳定性是其关注要点。本文首先分析对全光纤电流互感器长期运行稳定性的主要影响因素。然后,以广东电网某110kV智能变电站投产验收时所遇到的问题,运用前几章所提的方法进行分析和改机,提出相应的解决方案。最后,通过该智能变电站全光纤电流互感器投产安全运行一年后的数据,对所提方案的可靠性进行验证。更多还原显示全部
