自适应光学电流互感器的关键技术及双折射.pptVIP

North China Electric Power University North China Electric Power University 自适应光学电流互感器的关键技术及双折射问题 李岩松 Liyansong811@ North China Electric Power University 1． CT需求及现状 二十多年来，品质优良的电流互感器一直是世界电力工程界与科学界的关注和研究热点。 North China Electric Power University CT的需求发展 1 满足电能计量要求 2 动态测量能力优良 3 制造成本明显降低 4 满足数字电力需要 测量品质 North China Electric Power University CT的组成部分 共同趋势：光纤化 （降低制造成本） 共同趋势：电子化 （数字化要求） 不同原理：准确化 （稳态和动态测量品质） 测量 处理 电流 传感 测量 传输 North China Electric Power University CT的传感原理 光学CT（OCT） 电磁CT（铁心线圈） Rogowski线圈CT（空心线圈） Faraday 旋光效应原理 Faraday 电磁感应原理 Michael Faraday 1791－1867 两个原理，三种CT North China Electric Power University 电磁CT的测量品质 测量品质 稳态（工频）测量精度满足 0.2 级电能计量要求 动态测量精度低，不能很好满足控制保护的需要 短路故障情况下 测量精度低 不能测量稳恒直流电流 低频率电流测量精度低 非周期分量和大电流 时出现磁路饱和现象 原理应用条件 电流存在，并且变化 传感结构 铁心线圈 基本原理 Faraday电磁感应原理 North China Electric Power University 电磁感应 电压取样 电流还原 Rogowski线圈CT的测量原理 M必须精准。要求： 骨架上线圈缠绕均匀 骨架截面的面积均匀 骨架壁厚度可以忽略 电感系数 骨架 North China Electric Power University Rogowski线圈CT的测量品质 测量品质 稳态和动态测量精度受空心线圈 “精准性” 的限制 不能测量稳恒直流， 低频率电流的测量精度不高 不够精准导致 测量精度降低 不能测量稳恒直流电流 低频率电流测量精度低 空心线圈要精准。温度、电磁干扰对精准有明显影响 原理应用条件 电流存在，并且变化 传感结构 空心线圈 基本原理 Faraday电磁感应原理 North China Electric Power University ` OCT的测量原理 Faraday旋光效应原理 通过Faraday旋光材料的线性偏振光，振动面的旋转角?F与Faraday材料长度L和外加磁场磁感应强度B成正比，就是 ?F=VLB 其中V是费尔德常数。 Faraday旋光角与磁感应强度，或者说与产生磁感应强度的电流，具有良好的线性关系；并且与电流变化与否无关。动态测量能力天然良好。 线性偏振光 Faraday旋光材料（玻璃、光纤） 磁场 Faraday旋光角 North China Electric Power University OCT的测量品质 测量品质 具有良好的动态测量线性度 稳态测量精度不能满足要求 存在长期运行稳定性的问题 静态工作光强的逐步衰竭 带来长期运行稳定性问题 没有频率限制 温度变化造成双折射 影响高精度电流测量 原理应用条件 电流存在 传感结构 Faraday材料（玻璃/光纤） 基本原理 Faraday旋光效应原理 North China Electric Power University CT测量品质的综述 电磁式CT Rogowski线圈CT OCT 基本原理 Faraday电磁感应原理 Faraday旋光效应原理 原理缺陷 不具备测量稳恒直流的能力，低频率电流测量的能力不高。 没有 传感结构 铁心线圈 空心线圈 Faraday材料 （玻璃/光纤） 结构障碍 非周期分量和大电流时磁路饱和 线圈必须精准 面临干扰问题 温漂带来的精度问题 长期运行稳定性问题 技术攻关 基本放弃 嵌入式基本解决，悬挂式没有实用化技术 世界难题 稳态品质 品质优良 条件满足 不满足要求 动态品质 不满足要求 条件满足 品质优良 North China Electric Power University OCT的精度温漂问题 Faraday材料 顺磁材料 抗磁材料 做不到完全各向同性 与温度有关 温度的高低 温度变化率 更严重 存在 电流测量结果与温度有关 不能达到0.2级要求 出现双折射现象 No