全光纖電流互感器的頻率特性研究.pdf

1、FOCT（全光纖電流互感器）是智能變電站數(shù)字化、智能化的關(guān)鍵設(shè)備，已在我國(guó)各個(gè)電壓等級(jí)的智能變電站、換流站得到廣泛應(yīng)用。頻帶寬是FOCT最突出的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于監(jiān)控當(dāng)前電網(wǎng)日趨嚴(yán)峻的諧波環(huán)境意義重大。但到目前為止，有關(guān)FOCT的諧波測(cè)量性能研究很少，論文針對(duì)這一問題開展專門研究，具有重要工程實(shí)用意義。
　　FOCT中信號(hào)檢測(cè)環(huán)節(jié)是一個(gè)光——電——數(shù)字——電——光混合信號(hào)閉環(huán)控制系統(tǒng)，涉及到多種器件，這種多參數(shù)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)優(yōu)化問題不通過建模的

2、方法是沒法解決的。因此本文采取仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究FOCT的頻率特性，從FOCT原理出發(fā)，研究建立了與FOCT樣機(jī)一一對(duì)應(yīng)數(shù)字仿真系統(tǒng)，并將仿真結(jié)果與FOCT樣機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)，證明了FOCT數(shù)字仿真模型的有效性。該數(shù)字仿真系統(tǒng)能夠用于研究光電探測(cè)器噪聲、AD性能和光纖環(huán)參數(shù)以及接入合并單元的數(shù)字濾波等多因素對(duì)FOCT頻率特性的影響。在此基礎(chǔ)上測(cè)試分析了我國(guó)主流FOCT的諧波測(cè)量能力，發(fā)現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)總增益和接入合并單元的數(shù)字濾

3、波是FOCT頻帶變化的主要原因。閉環(huán)系統(tǒng)總增益過大或過小，都會(huì)降低FOCT的測(cè)量帶寬，增益過小，測(cè)量頻帶太小，增益過大，閉環(huán)系統(tǒng)將不能正常工作?？傇鲆嬗晒怆娞綔y(cè)器組件跨阻，放大器倍數(shù)，AD位數(shù)，DA位數(shù)以及數(shù)字積分系數(shù)構(gòu)成，當(dāng)器件本身固定后，在一定精度范圍內(nèi)，可以通過調(diào)整數(shù)字積分系數(shù)來(lái)改變?cè)鲆妫{(diào)節(jié)系統(tǒng)測(cè)量帶寬。適當(dāng)?shù)靥岣邤?shù)字濾波輸出點(diǎn)數(shù)可以改善FOCT測(cè)量帶寬，當(dāng)FOCT測(cè)量誤差要求在30％以內(nèi)，提高合并單元輸出點(diǎn)數(shù)，改善效果顯著，當(dāng)

4、測(cè)量誤差要求在10％以內(nèi)，在保證較高的合并單元輸出點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，同時(shí)增大閉環(huán)增益才能滿足要求。研究還發(fā)現(xiàn)高次諧波測(cè)量中存在波形的偶發(fā)畸變現(xiàn)象，并在FOCT樣機(jī)中得到證實(shí)，這一異常屬于重大質(zhì)量隱患，危及電網(wǎng)安全。通過數(shù)字仿真，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是AD采用速率不夠，對(duì)FOCT提出改進(jìn)意見。
　　本文詳細(xì)分析了FOCT測(cè)量帶寬和波形等特性的影響因素及影響規(guī)律，并提出了提高系統(tǒng)測(cè)量帶寬的方法，有力指導(dǎo)FOCT硬件選擇，為了解決FOCT諧