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配备高端FOCT 全光纤电流互感器再创技术新高

  
        电流互感器作为电力系统主要设备,不仅为电能的计量提供参数,而且还为继电保护动作提供依据。随着国家智能电网和特高压电网的发展,传统电磁式电流互感器逐渐暴露出其致命缺陷,例如高电压等级时绝缘极为困难、更高电压下易磁饱和导致测量精度下降等,相比之下光纤电流互感器具有测量精度高、测量动态范围大、频率响应快、抗电磁干扰性能好、体积小、重量轻、便于集成、可测交直流信号的优点。
        随着电力系统电压等级的提高和传输容量的增大,继电保护系统的稳定运行越来越重要,电子式电流互感器技术成为高压电力系统电流监测主要手段。电子式电流互感器技术要追溯到18世纪法拉第发现的磁旋光效应和电磁感应,通过电-磁-光的特殊效应,达到对高压电流精确传感和测量的目的。
        目前主流的电子式互感器主要有基于电磁感应原理的罗氏线圈电流互感器(RCT)、基于法拉第磁旋光效应的磁光玻璃电流互感器(OCT)和全光纤电流互感器(FOCT)。
        传统的电磁感应式电流互感器(RCT)有着不可避免的缺陷,如绝缘结构复杂、造价高、尺寸大等。而与其相比,全光纤电流互感器具有一系列优点,如测量范围宽、灵敏度高、尺寸小、安全性高等。因此,全光纤电流互感技术受到业界的高度关注,近年来得到迅速发展。
        全光纤电流互感器是一种利用电磁场与光偏振态的交互作用进行电流检测的设备,其理论基础是法拉第磁光效应和安培环路定律。通过最近几年的实践积累,全光纤电流互感器技术在信号处理和解调算法、铌酸锂调制器温度补偿方面取得了很大进展。随着电力行业用户对互感器内的器件光学性能优化,以及器件封装制备等工艺技术方面成熟度要求的提高,对传感光纤环也提出了更高的要求。目前国内已有几家企业及科研单位开发并具备了生产FOCT的能力。
        传感头安装于电网高压侧的电流母线上,它将母线中的电流转化为与之大小相关的光信息,被采集单元采集和解调出来,并将数据以一定的协议格式发送给合并单元。用户只需读取合并单元以100M光纤以太网方式输出数据,或用FT3格式输出IEC61850-9-2规定格式的报文接口输出的数据即可知道母线电流的大小。
        基于以上技术路线和产品设计,FOCT产品具备如下特点:
        绝缘结构简单,抗电磁干扰。一次侧与采集处理电路完全“光隔离”,实现高压隔离的同时,避免了电磁干扰;
        采用闭环控制,测量准确度高,动态范围大,响应速度快;
        无铁芯,消除了磁饱和、铁磁谐振等问题;
        光纤敏感环结构及安装方式灵活。可零电位安装,无动、热稳定问题,无二次开路危险;
        可用于高电压交/直流输变电系统的计量和保护;
        数字化输出,适应电力计量和保护的数字式、微机化、自动化等发展潮流。

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