適用于高壓環(huán)境的光纖溫度傳感器及光纖電流互感器接口通信的研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，長距離電力傳輸?shù)娜萘考眲≡龃?，為減少電能的輸出損耗，提高傳輸電壓是一個(gè)有效的辦法。然而在超高壓傳輸線路中傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式電流互感器在高壓絕緣問題上遇到了極大的困難。自上世紀(jì)80年代起各國科學(xué)家開始利用光學(xué)材料的法拉第效應(yīng)研究光電型電流互感器，并先后研制成功了用塊狀玻璃作為傳感頭的光電式電流互感器。比較知名的如瑞士ABB公司，法國Areva公司等。我國西安同維互感器廠也于最近研制成功了甲塊狀玻璃作為傳感頭的光電式電

2、流互感器。這種塊狀玻璃傳感的傳感器對(duì)進(jìn)一步提高使用電壓和傳感精度均有一定困難，所以替代傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式電流互感器的最終目標(biāo)是研制出全光纖干涉型的電流互感器。 本校光纖所在這方面做了大量的工作，所研制的全光纖干涉型電流互感器的樣機(jī)通過了上海電力公司、華東電力實(shí)驗(yàn)研究院等單位組成的測試小組的復(fù)測，其各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于國家0.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。目前我校光纖所正在和上海電力公司等單位合作研制0.2級(jí)精度的試運(yùn)樣機(jī)。本文研究的光纖溫度傳感器和對(duì)IEC

3、618590通信接口協(xié)議的探討，都是圍繞著全光纖電流互感器而展開的。 在全光纖超高壓電流互感器中，由于在高壓區(qū)的光纖互感器環(huán)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償，使得互感器能有更高精度測量級(jí)別，所以在超高壓狀態(tài)下進(jìn)行溫度測量也是一個(gè)急需解決的課題。本文通過增長光纖耦合區(qū)長度的方法研究出了一種新型的光纖溫度傳感器。這種方法使得對(duì)溫度不很敏感的光纖熔錐型耦合器的分束比對(duì)溫度變得比較敏感，從而達(dá)到對(duì)溫度傳感的目的，由于沒有附加敏感材料，其長期重復(fù)性

4、和可靠性較好。本課題對(duì)不同拉錐長度的耦合器在溫度的敏感性和線性度等方面進(jìn)行了研究，目前實(shí)驗(yàn)樣品在-20～60℃范圍內(nèi)，輸出分光可見度已達(dá)到0.5％/℃，并有較好的線性度和重復(fù)性。 本文的另一部分，主要對(duì)如何實(shí)現(xiàn)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的光纖電流互感器通信接口方面進(jìn)行研究。以實(shí)現(xiàn)互操作性為首要目標(biāo)的IEC 61850是，迄今為止最為完善的變電站自動(dòng)化的通信標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于測量值的采集，IEC 61850-9提出了合并單元的概念。合并單元