【摘 要】
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近年来,随着智能电网建设不断加快,现代电力系统对电流测量传感技术提出了更高的要求。基于Farady效应的直通式磁光电流互感器不但弥补了传统电磁型电流互感器体积大、存在铁磁谐振现象、暂态特性差等运行缺陷,而且易于信息传输的数字化输出,顺应了智能电网的数字化、网络化发展潮流,是目前电流测量传感技术的研究热点。针对直通式磁光电流互感器抗磁干扰能力差的问题,本文提出了一种新型的三相集群式磁光电流互感器（T
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近年来,随着智能电网建设不断加快,现代电力系统对电流测量传感技术提出了更高的要求。基于Farady效应的直通式磁光电流互感器不但弥补了传统电磁型电流互感器体积大、存在铁磁谐振现象、暂态特性差等运行缺陷,而且易于信息传输的数字化输出,顺应了智能电网的数字化、网络化发展潮流,是目前电流测量传感技术的研究热点。针对直通式磁光电流互感器抗磁干扰能力差的问题,本文提出了一种新型的三相集群式磁光电流互感器（Triphase Group Magneto-Optical Current Transformer,TG-MOCT）及其相间磁场解耦算法,并对其进行了特性分析和实验验证。首先,分析了直通式磁光电流互感器的外磁干扰来源,阐明了相间磁场为其主要磁场干扰源的原因;理论推导了相间干扰磁场对磁光电流互感器测量结果的影响程度表达式,建立了相间磁场干扰度模型;对磁场干扰度模型的各参数变量进行了特性分析,为解决磁光电流互感器相间磁场干扰提供了理论基础。其次,构建了双光路复合磁光传感结构,并基于此提出了一种新型的TG-MOCT;建立了双光路复合传感装置的磁光演变模型,并进一步探究了TG-MOCT的各传感单元与三相磁场之间的耦合传感机理,推导了 TG-MOCT的光路积分计算表达式,从而建立了 TG-MOCT的相间磁场耦合模型;搭建了TG-MOCT多物理场有限元仿真模型,对其磁场耦合情况下的磁光演变过程进行了仿真分析。再次,针对光学传感单元位置随机偏移的情况,提出了可适应双光路复合磁光传感装置位置偏移的相间磁场解耦算法;对比分析采用相间磁场解耦算法前后的TG-MOCT仿真模型的计算结果:采用相间解耦算法后,TG-MOCT各相电流测量结果最大误差由0.38%降低至0.06%,验证了相间解耦算法的有效性。最后,搭建了 TG-MOCT实验测试平台,并进行了抗磁特性测试,通过实验验证了 TG-MOCT不仅能够消除相间磁场干扰,而且能够修正传感装置位置的偏移:在互感器位置发生偏移情况下,TG-MOCT及其相间磁场解耦算法可三相电流有效值误差小于0.1%,满足电力系统单流测量的测量准确度要求。
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