单 元（47)的信号输出端和矢量信号延迟乘积单元（48)的输出端分别与矢量信号处理单元 (49)的输入端相连构成；其中，矢量信号窄带预制单元（46)由初级放大器（50)、预制频带 滤波器（51)和中级放大器（52)顺次连接组成；矢量信号乘积单元（47)由预制信号发生 器（53)、信号乘法滤波器（54)和低通滤波器（55)顺次连接组成；矢量信号延迟乘积单元 (48)由预制信号相位延迟器（56)、延迟信号乘法滤波器（57)和延迟低通滤波器（58)顺次 连接组成；矢量信号处理单元（49)由AD模拟/数字转换器（59)、矢量信号CPU中央处理 器（60)和DA数字/模拟转换器（61)顺次连接组成。
6. 根据权利要求1所述一种自适应复合反馈光学电流互感器，其特征在于，所述预制 信号成分分离单元（24)、前置信号成分分离单元（25)和后置信号成分分离单元（28)采用 相同的结构，统称为信号成分分离单元（63);所述的信号成分分离单元由同步减法器（64) 的输出分别与上升隔离开关（66)、限幅整形器（69)和信号成分分离单元（63)的输出端相 连；所述限幅整形器（69)的输出端与H分频器（70)相连，H分频器（70)的输出端分别与 上升隔离开关（66)和下降隔离开关（68)相连，上升隔离开关（66)的输出与周期积分器 (67)相连，周期积分器（67)的输出信号通过下降隔离开关（68)进入到跟随保持器（65)， 跟随保持器（65)的输出与同步减法器（64)相连组成。
7. -种自适应复合反馈光学电流互感器，所述光学电流互感器包括智能随调光源、光 分路器、前置光探测器、后置光探测器、磁光传感单元、准直器、起偏器和检偏器，其特征在 于，该光学电流互感器的磁光传感单元包括N个单级磁光传感单元；由智能随调光源（31)、 N个单级磁光传感单元、光分路器、单级前置光探测器、单级后置光探测器和单级智能光学 矢量信号处理器（62)按照光传输光路布置构成；所述单级磁光传感单元由D-1磁光传感单 元至D-N单级磁光传感单元顺序串联，其中D-1单级磁光传感单元至D-N单级磁光传感单 元结构相同，且N为1以上的正整数；每个单级磁光传感单元由单级光分路器（34)分别连 接单级前置光探测器（41)及单级磁光路（43)的左端，单级磁光路（43)的右端连接单级平 行光探测器（42)构成；在各单级磁光传感单元中，上一级单级垂直输出准直器（40)与下一 级的单级光分路器（34)连接，但最后一级的单级垂直输出准直器（40)与单级后置光探测 器（44)连接；D-1单级磁光传感单元的单级前置光探测器（41)与预制信号成分分离单元 (24)连接，D-2、至D-N单级磁光传感单元的单级前置光探测器（41)分别连接对应的前置 信号成分分离单元（25)，D-1单级磁光传感单元的单级平行光探测器（42)连接后置信号成 分分离单元（28)，D-2、至D-N单级磁光传感单元的单级平行光探测器（42)分别连接对应 的平行矢量信号锁定单元（27)。
8. 根据权利要求7所述一种自适应复合反馈光学电流互感器，其特征在于，所述单级 智能光学矢量信号处理器（62)包括：预制信号成分分离单元（24)、D-2、至D-N单级磁光传 感单元的单级平行光探测器（42)对应的前置信号成分分离单元（25)、垂直矢量信号锁定 单元（26)、D-2、至D-N单级磁光传感单元的单级平行光探测器（42)对应的平行矢量信号 锁定单元（27)和后置信号成分分离单元（28)分别与信号模数转换器（30)连接，信号模数 转换器（30)和信号处理CPU(29)连接，信号处理CPU(29)和光源控制CPU(13)连接。
9. 根据权利要求7所述一种自适应复合反馈光学电流互感器，其特征在于，所述单级 磁光路（43)由单级输入准直器（35)和单级起偏器（36)布置在单级磁光材料（37)的左 端、单级检偏器（38)和单级平行输出准直器（39)布置在单级磁光材料（37)的右端，单级 平行输出准直器（39)和单级平行光探测器（42)连接，单级检偏器（38)下面布置单级垂直 输出准直器（40)，并与单级平行输出准直器（39)垂直；每个单级磁光传感单元中的单级磁 光路（43)均匀固定于通电导体（45)的四周；单级磁光路（43)的通光方向与导体通过电流 方向相互垂直；所述每个单级磁光材料（37)的中心线与通电导体（45)的中心线的垂直距 离相等时，每个单级磁光传感单元中的单级磁光材料（37)的长度相同或长度不同；所述每 个单级磁光材料（37)的中心线与圆柱形通电导体（45)的中心线的垂直距离不相等；所述 单级磁光材料（37)为直条状磁光传感玻璃或者直条状磁光传感晶体、或是磁光传感光纤； 当单级磁光材料（37)是磁光传感光纤时，单级磁光材料（37)是均匀绕制在圆柱形通电导 体（45)上。
10.-种使用自适应复合反馈光学电流互感器测定电流方法，其特征在于，所述方法包 含以下步骤： 步骤1 :将磁光传感单元紧贴于被测电流高压线路，且与高压线路之间的空隙小于等 于2_，令被测电流产生的磁场通过磁光传感单元的的光路； 步骤2:启动智能随调光源（31)，一级光分路器（17)分出的一路光信号进入一级前置 光探测器（19)后，输出的电压信号通过预制信号成分分离单元（24)分离出直流电信号，通 过信号模数转换器（30)进入信号处理CPU(29)，记录信号为'1; 步骤3 :双环复合磁光传感单元（12)通过一级平行准直器（5)输出的光信号进入一级 平行光探测器（23)输出电信号，通过信号模数转换器（30)进入信号处理CPU(29)，记录信 号为'2; 步骤4:双环复合磁光传感单元（12)通过一级垂直准直器（6)输出的光信号进入二 级光分路器（18)后，其中第一路光进入二级前置光探测器（20)，通过前置信号成分分离单 元（25)分离出直流电信号，通过信号模数转换器（30)进入信号处理CPU(29)，记录信号为 VJ3； 步骤5 :双环复合磁光传感体（12)通过一级垂直准直器（6)输出的光信号进入二级光 分路器（18)后，其中第二路光进入二级输入准直器（7)，之后光信号通过二级起偏器（8)、 二级检偏器（9)和二级平行准直器（10)，进入二级平行光探测器（22)，通过平行矢量信号 锁定单元（27)锁定输出二倍频电信号，通过信号模数转换器（30)进入信号处理CPU(29)， 记录信号为'4; 步骤6:二级垂直准直器（11)输出的光信号进入二级垂直光探测器（21)，通过垂 直矢量信号锁定单元（26)锁定输出基频信号，通过信号模数转换器（30)进入信号处理 CPU(29)，记录信号为VJ5; 步骤7 :在信号处理CPU(29)进行如下计算：
上式中V是计算输出结果，&为比例系数，其值的范围为0. 001-10000 ; 步骤8 :信号处理CPU(29)按照IEC61859-9-1或者IEC61859-9-2的协议输出计算结 果。
【专利摘要】本发明公开了电力系统高压线路电流测量及控制应用领域的一种自适应复合反馈光学电流互感器及测定电流方法。所述自适应复合反馈光学电流互感器包括磁光传感单元为双环复合磁光传感单元和N个单级磁光传感单元的两种结构；电流互感器，由智能随调光源、光分路器、前置光探测器、后置光探测器、磁光传感单元、准直器、起偏器和检偏器按照光传输光路布置构成；同时，还给出了电流测定方法。本发明采用复合传感技术，解决了因时变参数所导致的光学电流互感器测量精度的问题；采用光学传感回路闭环负反馈结构，消除了环境温度等引起的光学电流互感器本底光强的随机变化，进一步提高了测量精度。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN104569567
【申请号】CN201410849167
【发明人】李岩松, 刘君
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月29日