一种混合式光纤电流互感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流互感器，特别涉及一种混合式光纤电流互感器，属于电子设备领域。
【背景技术】
[0002]电流互感器作为电力系统中的重要设备，对电力系统的正常运行和电力的精确计量有非常重要的作用。随着国民经济的发展，新的供电电压等级不断提高，系统的测量和保护精度要求不断提高，电子式新型电流互感器替代传统的电磁式电流互感器是必然的趋势，但是在高精度、高可靠性、宽响应带宽等特点方面仍存在很大缺陷。
[0003]无源型结构是近年来比较盛行的，其优点是结构简单，且完全消除了传统的电磁感应元件，无磁饱和问题，充分发挥了光电互感器的特点，尤其是在高压侧不需要电源器件，使高压侧设计简单化，互感器运行寿命有保证。其缺点是光学器件制造难度大，测量的高精度不容易达到。尤其是此种电流互感器受费尔德(Verdet)常数和线性双折射影响严重。而目前尚没有更好的方法能解决Verdet常数随温度变化而出现的非线性变化即系统的线性双折射问题，所以很难在工业中得到实际应用，目前这类互感器的研究都仅限于在实验室里实现。
[0004]全光纤型光电电流互感器的优点是传感头结构最简单，比无源的容易制造，精度和寿命与可靠性比无源型要高。缺点是这种互感器的光纤需要保偏光纤，比有源型和无源型所采用的普通光纤特殊，要做出有高稳定性的保偏光纤很困难，造价比较高。
[0005]从理论上讲，全光纤型和无源型电流互感器具有测量范围大、电绝缘性优良、结构简单、灵敏度高等特点。但是实际的传感器还存在许多问题，它们的光源、光纤及信号的处理技术等要求比较高。最重要的是，系统所用光纤本身的双折射效应及费尔德常数随着环境因素(如温度、压力、震动等)的变化而变化，影响测量的精度。这给整个光路的调整、校准及防震等带来了很大的困难。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供本发明一种混合式光纤电流互感器，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0008]本发明一种混合式光纤电流互感器，包括精密电流传感头、高压变换系统、高压端供电系统、信号传输系统、模拟信号调理系统、低压模拟输出系统和低压端供电系统，所述精密电流传感头与高压变换系统相连，所述高压端供电系统对高压变换系统供电，所述高压变换系统通过信号传输系统与低压模拟输出系统相连，所述低压模拟输出系统通过模拟信号调理系统输出信号，所述低压模拟系统通过低压端供电系统供电，所述精密电流传感头设有两个接触端，所述模拟信号调理系统连接有专用仪表显示系统。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案，所述精密电流传感头采用rogowski线圈作为传感元件。
[0010]作为本发明的一种优选技术方案，所述高压端供电系统采用光驱动方法供电，包括激光器、传能光纤、光电池和高压端，通过激光器发射激光将光能量经过传能光纤传输至高压端。
[0011]作为本发明的一种优选技术方案，所述信号传输系统包括高压部分和低压部分，所述高压部分包括积分器、A/D转换器和时序调节电路，所述积分器与A/D转换器、高压变换系统相连，所述低压部分包括D/A转换器、微处理器和时序发生电路，所述A/D转换器通过光纤通道与D/A转换器相接，所述D/A转换器通过时序发生电路、并通过光纤通道与时序调节电路相连，所述时序调节电路与A/D转换器相连，所述A/D转换器、D/A转换器、时序发生电路和时序调节电路构成一个循环，所述微处理器与低压模拟输出系统相连。
[0012]作为本发明的一种优选技术方案，所述低压端供电系统由AC/DC变换系统、电磁补偿系统、电力母线和铁芯线圈组成，所述AC/DC变换系统和电磁补偿系统均与铁芯线圈相连。
[0013]作为本发明的一种优选技术方案，所述专用仪表显示系统包括A输入通道和B输入通道，所述A输入通道和B输入通道均通过交流信号全波整流电路连接有滤波电路，所述滤波电路通过A/D转换器连接有MCU系统，所述MCU系统连接有数码管。
[0014]作为本发明的一种优选技术方案，所述模拟信号调理系统由前置差分放大器、低通滤波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D转换器和DSP系统组成，通过前置差分放大器依次连接低通滤波器、主放大器、50Hz陷波器、A/D转换器、DSP系统。
[0015]本发明所达到的有益效果是:
[0016]1、混合式光纤电流互感器集现代电子技术和光学技术于一体，工作可靠、电路和光路简单，比差和相差都能够很好地满足国标中对0.2级电流互感器的要求，动态响应速度、带宽等性能都明显优于传统的电磁式电流互感器；
[0017]2、模拟信号调理系统在二次侧输出可以以模拟量或者数字量的形式给出，借助现代计算机技术，方便地实现互感器的网络化和智能化，实现变电站的无人值守、电能的精确计量。
【附图说明】
[0018]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0019]在附图中:
[0020]图1是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的整体结构示意图；
[0021]图2是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的高压端供电系统结构示意图；
[0022]图3是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的信号传输系统；
[0023]图4是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的模拟信号调理系统；
[0024]图5是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的低压端供电系统；
[0025]图6是本发明实施例所述的一种混合式光纤电流互感器的专用仪表显示系统。
[0026]图中标号:1-精密电流传感头；2_高压变换系统；3_高压端供电系统；4-信号传输系统；5-模拟信号调理系统；6_低压模拟输出系统；7_低压端供电系统；8_接触端；9-专用仪表显不系统；
[0027]300-激光器；301_传能光纤；302_光电池；303_高压端；
[0028]400-高压部分；401_低压部分；402_积分器；403_A/D转换器；404_时序调节电路；405-D/A转换器；406_微处理器；407_时序发生电路；408_光纤通道；
[0029]500-前置差分放大器；501-低通滤波器；502-主放大器；503-50Hz陷波器；504-A/D 转换器；505-DSP 系统；
[0030]700-AC/DC变换系统；701_电磁补偿系统；702_电力母线；703_铁芯线圈；
[0031]900-A输入通道；901-B输入通道；902_交流信号全包整流电路；903_滤波电路；904-A/D转换器；905-MCU系统；906_数码管。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]实施例:如图1-6所示，本发明一种混合式光纤电流互感器，包括精密电流传感头1、高压变换系统2、高压端供电系统3、信号传输系统4、模拟信号调理系统5、低压模拟输出系统6和低压端供电系统7，所述精密电流传感头I与高压变换系统2相连，所述高压端供电系统3对高压变换系统2供电，所述高压变换系统2通过信号传输系统4与低压模拟输出系统6相连，所述低压模拟输出系统6通过模拟信号调理系统5输出信号，所述低压模拟输出系统6通过低压端供电系统7供电，所述精密电流传感头I设有两个接触端8，所述模拟信号调理系统5连接有专用仪表显示系统9 ;
[0034]所述精密电流传感头I采用rogowski线圈作为传感元件；
[0035]所述高压端供电系统3采用光驱动方法供电，包括激光器300、传能光纤301、光电池302和高压端303，通过激光器300发射激光将光能量经过传能光纤301传输至高压端303 ；
[0036]所述信号传输系统4包括高压部分400和低压部分401，所述高压部分400包括积分器402、A/D转换器403和时序调节电路404，所述积分器402与A/D转换器403、高压变换系统2相连，所述低压部分401包括D/A转换器405、微处理器406和时序发生电路407，所述A/D转换器403通过光纤通道408与D/A转换器405相接，所述D/A转换器405通过时序发生电路407、并通过光纤通道408与时序调节电