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利用激光供电的光电电流互感器

时间：2011-12-31 22:50:09  来源： 打印本文

利用激光供电的光电电流互感器

2005/12/14/9:10来源：《电源世界》作者：颜研 张涛 申烛 王士敏 等　　摘要：本文论述了一种用激光供电的混合式光电电流互感器（EOCT），它的额定电压为220KV，额定电流为1200A。本文对这种混合式电流互感器的原理、样机的结构方案进行了研究，并进行了系统整体测试。

　　叙词：激光供电　电流互感器　电磁干扰　自动温度干扰

　　1　引言

　　电流互感器是电力系统中最重要的高压设备之一。它被广泛地应用于继电保护、系统监测、电力系统分析之中。随着现代电力系统的发展，尤其是电网输电压电压等级的提高，迫切需要优质价廉的新型传感器代替传统的电磁式电流互感器。国外在20世纪60年代初就开始了光学电流互感器的研究，由于光纤技术和传感器技术的发展，目前光纤电流互感器的研制开发已日趋成熟和完善，和传统的电磁式电流互感器相比，它具有以下优点：

　　（1）无绝缘油，不会有安全隐患；

　　（2）没有磁饱和现象；

　　（3）无铁芯，因此没有铁磁共振和磁滞效应；

　　（4）测量带宽和精度可以达到很高；

　　（5）体积小，重量轻，造价低廉。

　　光学电流互感器分为无源型和有源型两种。无源型电流互感器以利用法拉第磁光效应的装置为主，它的最大困难是其本身的光学系统折射效应随环境因素而变化，光学传感头中存在着各种形式的双折射，影响了整个系统的精度和稳定性。而有源型电流互感器在高压部分没有采用特殊的功能性光纤和其他光学元件，只是使用了有源电子电路，因此这种电源互感器容易实现并且有长期的稳定性和高的可靠性。但是，电源供给问题却影响了混合型电流互感器的更大范围应用。为此，本文采用了光电池作为系统的电源。光电池的能量由大功率半导体激光二极管发射的808nm波长激光提供。目前，ABB,RITZ公司有类似的产品，额定电压72-765kV，额定电流50-4000A。

　　2系统的组成和工作原理

　　2.1系统电源电路

　　电源供应部分是系统的核心部分之一，由于这种光电式电流互感器的传感头安装在高电位侧，并且完全是由电子线路构成的，因此必须有相应的电源提供给传感头的电子线路。在图1所示系统框图中，激光器、光电转换器和DC-DC变换器构成了系统的电源供应部分，其中，位于低电位侧的激光器将光能量通过光纤传递到传感头部分的光电转换器中，光电转换器的输出经过两组DC-DC变换器后，产生5V和±12V两组电源输出提供给后级的电子线路。