基于DSP全光纤电流互感器系统研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com总第44卷第501期电测与仪表VoL44No．50120o7年第9期ElectricalMeasurement＆InstrumentationSep．20O7基于DSP全光纤电流互感器系统研究傅鸣非，耿相铭，袁炎(上海交通大学信号处理与系统研究所，上海200240)摘要：本文在分析全光纤电流互感器工作原理和信号特性的基础上，提出了使用硬件同步采样技术和加窗插值FFI'算法实现电流互感器的信号处理方法。仿真结果表明该设计方法精确高效，并在DSP+CPLD硬件平台上得到有效验证。关键词：全光纤电流互感器；硬件同步采样；加窗插值FFT中图分类号：T

2、M452+．94文献标识码：A文章编号：1001—1390(2007)09—0017—05Researchonallfiber-opticalcurrenttransducersystembasedonDSPFUMing-fei，GENGXiang-ming，YUANYan(Signal-processingandsystemResearchInstitute，ShanghaiJiaoT0ngUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thispaperanalyzesanovelallfiber—opticalcurrenttransducersys

3、tem’Sworkingprincipleandfeaturesofsignalindetails．Basedonit，aCurrentTransducer’Ssignal—pro—cessingusinghardware-synchronizedsamplingtechnologyandinterpolatingwindowed即algorithmisintroduced，Simulationresultdemonstratesthatthedesignapproachishighlypreciseandefective．Andithasbeenwellvalidatedusingaha

4、rdwaresystembasedonDSP+CPLD．Keywords：alfiber-opticalcurenttransducer；hardware-synchronizedsample；interpolatingwindowedFfTr0引言看．该系统主要由三部分组成：光传输模块、光学传感光学电流互感器(OpticalCurentTransducer—头和信号处理模块。保偏光纤延迟线OCT)由于拥有众多优良特性．逐渐成为新型电流互感器领域的研究热点。但是要将其应用到实际电力系相位统中，还必须解决测量和保护应用中所必须的高精度延迟器和高稳定性问题。本课题研究的光学电流传感器属于国际上

5、比较先进的反射配置型全光纤电流互感器(AUFiber—Op．ticalCurrentTransducer—AFOCT)。其光路结构具有完全互易性，有较强的抗振动噪声干扰能力。在数据图1全光纤电流互感器结构图信号处理单元，使用了基于DSP+CPLD的硬件同步采系统具体工作原理如下：LED(光源)发出的光信样技术和加窗插值FFI'分析技术，以提高测量精度，号经单模光纤耦合器后被传送至光纤起偏器起偏，得目标是达到国际标准IEC60O44—8的0．2级。本文对到的线偏振光经位于起偏器和保偏光纤之间的45。熔上述方案的基本原理和实现方法作了详细的阐述，最接点后。沿着保偏光纤的和Y轴等幅传播。这两柬后

6、使用软件仿真方法进行了算法验证。正交偏振光在被传输至光学传感头部分的h／4波片1全光纤电流互感器基本结构及原理后。被分别转换成左旋和右旋圆偏振光进入传感区全光纤电流互感器系统结构如图1。从功能上域。在经过低双折射率的传感区域时，两束圆偏振光一17—维普资讯http://www.cqvip.com总第44卷第501期电测与仪表V01．44No．5012Oo7年第9期ElectricalMeasurement＆InstrumentationSep．2007的传输速率不同，两者之差正比于传感区域中的磁场光源部分选用波长为1．3p,m的半导体激光二极大小。两束光在传感区域尽头的反射镜上进行反射并管

7、。半导体激光器具有体积小、寿命长、驱动简单、效沿原光路返回，而它们的偏振态在反射时进行了交率高、稳定性好、抗干扰能力强、工作电压低等优点。换，即右旋光变成了左旋光，反之亦然。在返回时，两但它的输出功率会由于芯片温度的变化和激光器的束光再次受到磁场调制，因此由于速率不同导致了相老化效应而发生变化。为保证半导体激光器输出功率位差的加倍。这两束返回的光再次经M4波片转换成的高稳定性，我们设计了包括自动功率控制fAPC)电线偏振