光纖電流互感器誤差特性及其對間隔層設(shè)備的影響.pdf

1、電流互感器是為電力系統(tǒng)繼電保護、電能計量、測控裝置等設(shè)備提供電流信息的重要設(shè)備，其測量精確性和穩(wěn)定性密切關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行。光纖電流互感器在測量機理、信號檢測與處理方式、動態(tài)特性建模、誤差特性、特性評估方法以及對間隔層設(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間隔層設(shè)備的影響展開研究。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、其動態(tài)特性，構(gòu)建光纖電流互感器隨機誤差特性模型，提出隨機誤差特性評估方法及相應(yīng)的隨機誤差抑制措施，探討光纖電流互感器誤差特性對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)反饋控制模型并評估其系統(tǒng)動態(tài)特性，合并簡化了光纖電流互感器信號分析流程，簡化法拉第效應(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、信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)積分簡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態(tài)特性仿真分析平臺，從傳感光纖匝數(shù)、渡越時間以及溫度等方面分析了光纖電流互感器的動態(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的隨機誤差特性評估:為實現(xiàn)光纖電流互感器隨機誤差特性的有效評估，闡述了光纖電流互

4、感器的隨機誤差來源，采用了Allan方差評估光纖電流互感器的隨機誤差特性，針對相關(guān)時間較大時方差估計數(shù)據(jù)震蕩劇烈的缺陷，提出采用總方差法進行改進修正，運用最小二乘擬合總方差曲線計算獲取了各項隨機誤差系數(shù)，有效辨識了光纖電流互感器的隨機誤差源;建立光纖電流互感器隨機誤差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)方差和各項隨機誤差系數(shù)均有所下降，表明能夠有效減小數(shù)據(jù)分散度和隨機誤差。
　　3.光纖

5、電流互感器誤差特性對間隔層設(shè)備的影響:為分析光纖電流互感器誤差特性對間隔層繼電保護、電能計量設(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，計算對比了光纖電流互感器噪聲與比差對電能計量的時間積累函數(shù)，結(jié)果表明噪聲造成的電能計量誤差遠小于比差;構(gòu)建了光纖電流互感器的不確定度檢定模型，計算的光纖電流互感器的合成標準不確定度反映了對電能計量不確定度的分散程度;從光纖電流互感器數(shù)字采樣、動態(tài)特性、光纖維德爾常數(shù)和傳感頭設(shè)計等方