光纖電流互感器誤差特性及其對(duì)間隔層設(shè)備的影響.pdf

1、電流互感器是為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電能計(jì)量、測(cè)控裝置等設(shè)備提供電流信息的重要設(shè)備，其測(cè)量精確性和穩(wěn)定性密切關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。光纖電流互感器在測(cè)量機(jī)理、信號(hào)檢測(cè)與處理方式、動(dòng)態(tài)特性建模、誤差特性、特性評(píng)估方法以及對(duì)間隔層設(shè)備的影響等方面，均不同于傳統(tǒng)的電磁式電流互感器。以反射式光纖電流互感器為研究主體，圍繞其誤差特性及其對(duì)間隔層設(shè)備的影響展開(kāi)研究。本文分析光纖電流互感器的基本原理，建立光纖電流互感器閉環(huán)反饋控制模型，研究

2、其動(dòng)態(tài)特性，構(gòu)建光纖電流互感器隨機(jī)誤差特性模型，提出隨機(jī)誤差特性評(píng)估方法及相應(yīng)的隨機(jī)誤差抑制措施，探討光纖電流互感器誤差特性對(duì)智能變電站間隔層設(shè)備的影響。論文主要內(nèi)容如下:
　　1.光纖電流互感器動(dòng)態(tài)特性建模與仿真:為建立光纖電流互感器閉環(huán)反饋控制模型并評(píng)估其系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，合并簡(jiǎn)化了光纖電流互感器信號(hào)分析流程，簡(jiǎn)化法拉第效應(yīng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)為前向通道比例環(huán)節(jié)，合并光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)積分簡(jiǎn)化為前向通道增益環(huán)節(jié)，合并反饋控制的

3、數(shù)模轉(zhuǎn)換、增益控制和電光轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)化為后向通道增益環(huán)節(jié)，綜合系統(tǒng)的電流輸入輸出環(huán)節(jié)，構(gòu)建了光纖電流互感器數(shù)字閉環(huán)反饋控制模型，經(jīng)拉氏變換整理得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，采用LabVIEW軟件搭建了光纖電流互感器動(dòng)態(tài)特性仿真分析平臺(tái)，從傳感光纖匝數(shù)、渡越時(shí)間以及溫度等方面分析了光纖電流互感器的動(dòng)態(tài)特性，包括幅相、階躍和脈沖響應(yīng)特性。
　　2.光纖電流互感器輸出信號(hào)的隨機(jī)誤差特性評(píng)估:為實(shí)現(xiàn)光纖電流互感器隨機(jī)誤差特性的有效評(píng)估，闡述了光纖電流互

4、感器的隨機(jī)誤差來(lái)源，采用了Allan方差評(píng)估光纖電流互感器的隨機(jī)誤差特性，針對(duì)相關(guān)時(shí)間較大時(shí)方差估計(jì)數(shù)據(jù)震蕩劇烈的缺陷，提出采用總方差法進(jìn)行改進(jìn)修正，運(yùn)用最小二乘擬合總方差曲線計(jì)算獲取了各項(xiàng)隨機(jī)誤差系數(shù)，有效辨識(shí)了光纖電流互感器的隨機(jī)誤差源;建立光纖電流互感器隨機(jī)誤差A(yù)RMA(2，1)模型并結(jié)合卡爾曼濾波方法處理，仿真結(jié)果表明卡爾曼濾波后電流數(shù)據(jù)方差和各項(xiàng)隨機(jī)誤差系數(shù)均有所下降，表明能夠有效減小數(shù)據(jù)分散度和隨機(jī)誤差。
　　3.光纖

5、電流互感器誤差特性對(duì)間隔層設(shè)備的影響:為分析光纖電流互感器誤差特性對(duì)間隔層繼電保護(hù)、電能計(jì)量設(shè)備的影響，明確了光纖電流互感器與智能變電站間隔層設(shè)備的連接方式，計(jì)算對(duì)比了光纖電流互感器噪聲與比差對(duì)電能計(jì)量的時(shí)間積累函數(shù)，結(jié)果表明噪聲造成的電能計(jì)量誤差遠(yuǎn)小于比差;構(gòu)建了光纖電流互感器的不確定度檢定模型，計(jì)算的光纖電流互感器的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度反映了對(duì)電能計(jì)量不確定度的分散程度;從光纖電流互感器數(shù)字采樣、動(dòng)態(tài)特性、光纖維德?tīng)柍?shù)和傳感頭設(shè)計(jì)等方