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、智能化的關鍵設備，已在我國各個電壓等級的智能變電站、換流站得到廣泛應用。頻帶寬是FOCT最突出的優(yōu)點，對于監(jiān)控當前電網日趨嚴峻的諧波環(huán)境意義重大。但到目前為止，有關FOCT的諧波測量性能研究很少，論文針對這一問題開展專門研究，具有重要工程實用意義。
　　FOCT中信號檢測環(huán)節(jié)是一個光——電——數(shù)字——電——光混合信號閉環(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驗相結合的方法研究FOCT的頻率特性，從FOCT原理出發(fā)，研究建立了與FOCT樣機一一對應數(shù)字仿真系統(tǒng)，并將仿真結果與FOCT樣機的實測結果進行了比對，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FOCT頻率特性的影響。在此基礎上測試分析了我國主流FOCT的諧波測量能力，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，都會降低FOCT的測量帶寬，增益過小，測量頻帶太小，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)構成，當器件本身固定后，在一定精度范圍內，可以通過調整數(shù)字積分系數(shù)來改變增益，調節(jié)系統(tǒng)測量帶寬。適當?shù)靥岣邤?shù)字濾波輸出點數(shù)可以改善FOCT測量帶寬，當FOCT測量誤差要求在30％以內，提高合并單元輸出點數(shù)，改善效果顯著，當

4、測量誤差要求在10％以內，在保證較高的合并單元輸出點數(shù)基礎上，同時增大閉環(huán)增益才能滿足要求。研究還發(fā)現(xiàn)高次諧波測量中存在波形的偶發(fā)畸變現(xiàn)象，并在FOCT樣機中得到證實，這一異常屬于重大質量隱患，危及電網安全。通過數(shù)字仿真，發(fā)現(xiàn)導致這一現(xiàn)象的原因是AD采用速率不夠，對FOCT提出改進意見。
　　本文詳細分析了FOCT測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)測量帶寬的方法，有力指導FOCT硬件選擇，為了解決FOCT諧