一種混合式光纖電流互感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電流互感器，特別涉及一種混合式光纖電流互感器，屬于電子設備領域。
【背景技術】
[0002]電流互感器作為電力系統中的重要設備，對電力系統的正常運行和電力的精確計量有非常重要的作用。隨著國民經濟的發展，新的供電電壓等級不斷提高，系統的測量和保護精度要求不斷提高，電子式新型電流互感器替代傳統的電磁式電流互感器是必然的趨勢，但是在高精度、高可靠性、寬響應帶寬等特點方面仍存在很大缺陷。
[0003]無源型結構是近年來比較盛行的，其優點是結構簡單，且完全消除了傳統的電磁感應元件，無磁飽和問題，充分發揮了光電互感器的特點，尤其是在高壓側不需要電源器件，使高壓側設計簡單化，互感器運行壽命有保證。其缺點是光學器件制造難度大，測量的高精度不容易達到。尤其是此種電流互感器受費爾德(Verdet)常數和線性雙折射影響嚴重。而目前尚沒有更好的方法能解決Verdet常數隨溫度變化而出現的非線性變化即系統的線性雙折射問題，所以很難在工業中得到實際應用，目前這類互感器的研究都僅限于在實驗室里實現。
[0004]全光纖型光電電流互感器的優點是傳感頭結構最簡單，比無源的容易制造，精度和壽命與可靠性比無源型要高。缺點是這種互感器的光纖需要保偏光纖，比有源型和無源型所采用的普通光纖特殊，要做出有高穩定性的保偏光纖很困難，造價比較高。
[0005]從理論上講，全光纖型和無源型電流互感器具有測量范圍大、電絕緣性優良、結構簡單、靈敏度高等特點。但是實際的傳感器還存在許多問題，它們的光源、光纖及信號的處理技術等要求比較高。最重要的是，系統所用光纖本身的雙折射效應及費爾德常數隨著環境因素(如溫度、壓力、震動等)的變化而變化，影響測量的精度。這給整個光路的調整、校準及防震等帶來了很大的困難。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供本發明一種混合式光纖電流互感器，可以有效解決【背景技術】中的問題。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案:
[0008]本發明一種混合式光纖電流互感器，包括精密電流傳感頭、高壓變換系統、高壓端供電系統、信號傳輸系統、模擬信號調理系統、低壓模擬輸出系統和低壓端供電系統，所述精密電流傳感頭與高壓變換系統相連，所述高壓端供電系統對高壓變換系統供電，所述高壓變換系統通過信號傳輸系統與低壓模擬輸出系統相連，所述低壓模擬輸出系統通過模擬信號調理系統輸出信號，所述低壓模擬系統通過低壓端供電系統供電，所述精密電流傳感頭設有兩個接觸端，所述模擬信號調理系統連接有專用儀表顯示系統。
[0009]作為本發明的一種優選技術方案，所述精密電流傳感頭采用rogowski線圈作為傳感元件。
[0010]作為本發明的一種優選技術方案，所述高壓端供電系統采用光驅動方法供電，包括激光器、傳能光纖、光電池和高壓端，通過激光器發射激光將光能量經過傳能光纖傳輸至高壓端。
[0011]作為本發明的一種優選技術方案，所述信號傳輸系統包括高壓部分和低壓部分，所述高壓部分包括積分器、A/D轉換器和時序調節電路，所述積分器與A/D轉換器、高壓變換系統相連，所述低壓部分包括D/A轉換器、微處理器和時序發生電路，所述A/D轉換器通過光纖通道與D/A轉換器相接，所述D/A轉換器通過時序發生電路、并通過光纖通道與時序調節電路相連，所述時序調節電路與A/D轉換器相連，所述A/D轉換器、D/A轉換器、時序發生電路和時序調節電路構成一個循環，所述微處理器與低壓模擬輸出系統相連。
[0012]作為本發明的一種優選技術方案，所述低壓端供電系統由AC/DC變換系統、電磁補償系統、電力母線和鐵芯線圈組成，所述AC/DC變換系統和電磁補償系統均與鐵芯線圈相連。
[0013]作為本發明的一種優選技術方案，所述專用儀表顯示系統包括A輸入通道和B輸入通道，所述A輸入通道和B輸入通道均通過交流信號全波整流電路連接有濾波電路，所述濾波電路通過A/D轉換器連接有MCU系統，所述MCU系統連接有數碼管。
[0014]作為本發明的一種優選技術方案，所述模擬信號調理系統由前置差分放大器、低通濾波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D轉換器和DSP系統組成，通過前置差分放大器依次連接低通濾波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D轉換器、DSP系統。
[0015]本發明所達到的有益效果是:
[0016]1、混合式光纖電流互感器集現代電子技術和光學技術于一體，工作可靠、電路和光路簡單，比差和相差都能夠很好地滿足國標中對0.2級電流互感器的要求，動態響應速度、帶寬等性能都明顯優于傳統的電磁式電流互感器；
[0017]2、模擬信號調理系統在二次側輸出可以以模擬量或者數字量的形式給出，借助現代計算機技術，方便地實現互感器的網絡化和智能化，實現變電站的無人值守、電能的精確計量。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。
[0019]在附圖中:
[0020]圖1是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的整體結構示意圖；
[0021]圖2是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的高壓端供電系統結構示意圖；
[0022]圖3是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的信號傳輸系統；
[0023]圖4是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的模擬信號調理系統；
[0024]圖5是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的低壓端供電系統；
[0025]圖6是本發明實施例所述的一種混合式光纖電流互感器的專用儀表顯示系統。
[0026]圖中標號:1-精密電流傳感頭；2_高壓變換系統；3_高壓端供電系統；4-信號傳輸系統；5-模擬信號調理系統；6_低壓模擬輸出系統；7_低壓端供電系統；8_接觸端；9-專用儀表顯不系統；
[0027]300-激光器；301_傳能光纖；302_光電池；303_高壓端；
[0028]400-高壓部分；401_低壓部分；402_積分器；403_A/D轉換器；404_時序調節電路；405-D/A轉換器；406_微處理器；407_時序發生電路；408_光纖通道；
[0029]500-前置差分放大器；501-低通濾波器；502-主放大器；503-50Hz陷波器；504-A/D 轉換器；505-DSP 系統；
[0030]700-AC/DC變換系統；701_電磁補償系統；702_電力母線；703_鐵芯線圈；
[0031]900-A輸入通道；901-B輸入通道；902_交流信號全包整流電路；903_濾波電路；904-A/D轉換器；905-MCU系統；906_數碼管。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0033]實施例:如圖1-6所示，本發明一種混合式光纖電流互感器，包括精密電流傳感頭1、高壓變換系統2、高壓端供電系統3、信號傳輸系統4、模擬信號調理系統5、低壓模擬輸出系統6和低壓端供電系統7，所述精密電流傳感頭I與高壓變換系統2相連，所述高壓端供電系統3對高壓變換系統2供電，所述高壓變換系統2通過信號傳輸系統4與低壓模擬輸出系統6相連，所述低壓模擬輸出系統6通過模擬信號調理系統5輸出信號，所述低壓模擬輸出系統6通過低壓端供電系統7供電，所述精密電流傳感頭I設有兩個接觸端8，所述模擬信號調理系統5連接有專用儀表顯示系統9 ;
[0034]所述精密電流傳感頭I采用rogowski線圈作為傳感元件；
[0035]所述高壓端供電系統3采用光驅動方法供電，包括激光器300、傳能光纖301、光電池302和高壓端303，通過激光器300發射激光將光能量經過傳能光纖301傳輸至高壓端303 ；
[0036]所述信號傳輸系統4包括高壓部分400和低壓部分401，所述高壓部分400包括積分器402、A/D轉換器403和時序調節電路404，所述積分器402與A/D轉換器403、高壓變換系統2相連，所述低壓部分401包括D/A轉換器405、微處理器406和時序發生電路407，所述A/D轉換器403通過光纖通道408與D/A轉換器405相接，所述D/A轉換器405通過時序發生電路407、并通過光纖通道408與時序調節電