对称温度补偿…在光电混合式电流互感器中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.comttp=、，sm对称湿爱零在光电混合式电琉尚鸿雁田广军康旭辉史锦珊口一引言注本文为国家宜然秘学基金(69748001)稻机械部重点学醚专琐资金穗、电流互感器是电力系统中蝴宜最重要的高压设备之一，它被广擒要：本文介绍萤辑7—种光电混合垫电流I感器中高电位锄传恐头的基泛的应用于继电保护、系统监壁特性．提出7对称温显补槎龅礞理稻帚软薛设计的主要思路这种剐舒捌、电力系统分析之中。温显补偿方法提高7溉童耪霞巽有很太的实黾牲，随着现代电力系统的发展，关键谪电流

2、I感器、传感头、温壁{偿切需要优质廉价的新型传感器流互感器容易实现，并且有长期换成脉冲频率信号传给地面信代替传统的电磁势电流互感器。的稳定性和高的可靠性。然而，号接受单元，通过单片机处理脉国外在上个世纪6O年代初就开在现场测量中，混合型电流互感冲频率与电流的关系以达到测始研制光学电流互感器，由于光器的传感头部分受环境温度影量电流的目的。纤技术和传感器技术的发展，目响很大，特别是在宽范围环境温系统框图如图1所示，其中前光纤电流互感器的研制开发度测量条件下，仅用硬件电路来已日趋成熟和完善。光学电流互

3、实现温度补偿，测量精度不很感器分为全光型和混合型两种。高。因此本文以一种光电混合型全光型电流互感器实现的最大电流互感器为例，在分析高电位困难是其本身的光学系统折射侧传感头的结构和温度特性的效应随环境因素变化而变化，从基础上，提出了对称温度补偿方而影响整个系统的精度和稳定法的原理和用单片机软件编程度，因此不能胜任现场测量。而设计的主要思路。混合型电流互感器虽然在高压部分需要有源的电子线路，但无二、传盛头的温度特性需特殊的功能性光纤和其它光本文采用的光电混合型电学元件，加之电子技术的发展使流互感器，

4、其测量电流的基本原集成电子元件的精度和温度稳一令墅一维普资讯http://www.cqvip.com高电位侧的传感头的主要作用补偿方法是在图3中选是：将电流信号通过电阻R转换取±o．5V这一小段曲线成电压信号输出给v．F电路，再近似作为直线，用硬件转换成脉冲序列，通过发光二极电路实现线性温度补管(LED)传递给低电位侧的信偿。这种方法虽然简单号接受单元。单片机主要是用来有效，但是精确度不高，记录频率，计算电流值。尤其是在宽范围环境温V．F转换电路采用的是由度影响下，误差很大。MOTOROLA公司

5、生产的数字集所以在该电路互感器成锁相环MC14046B。图2所示中，必须采用适当的措为v．F转换电路。常规电流互感施来实现宽范围温度补器CT副边串联电阻输出小电压偿。信号接入PLL第9脚VCOin，压控振荡器将输入模拟信号电三、对称温度补偿原理压(实际电路中约为0．5V)在实际电路设计调制为方波信号，由第4脚中，根据桥式温度补偿VCOout输出。第4脚输出通过电路的特点，并遵循上第3、14脚接入鉴相器，因为第述结论，作者采用了对l4脚与鉴相器之间有一自偏置称补偿的措施，取得了电路，造成的时延形成

6、了与第3很好的温度补偿效果。脚同一输入信号的微小相位差，对称温度补偿方法的原结果鉴相器通过第1脚LD输出理如图4所示。一倒置极窄脉冲。电阻R和电在图4中，传感头容C一决定VCO的中心频率，R2中采用了两个琐相环用来设置相对于VCO输入端为4046B1和4046B2，由于0V时的偏置频率而。在该电流互设定偏置频率不同感器传感头的实际电路中．选取(4046B1的偏置频率设Vcc为+2．5V，Rl为1MD．．Cl为定为10kHz，4046B2的39pF，R2为47-q．在室温OV时设定为NkHz，具体

7、值可了ttp：，，∞oVCO的偏置频率约为1okHz，经以通过设定)，在相同条实验测得在室温25。c时，VCO件的温度影响下，传感的电压频率特性如图3所示。从头产生出两种不同频率图可以看出，在±0．5V时，约为的脉冲信号。通过频率线性关系，其线性度为O．95％。耦合器叠加后送给LEDVCO的电压频率特性受环发出脉冲光。在接收端境温度影响较大，而且温度变化再通过分光解耦器．脉函数不易测量。通常采用的温度冲光又重新被分成上述·一2⋯001荸．9壁墨堂墨⋯--维普资讯http://www.cqvip.

8、com两种不同频率的脉冲光。这两束号同时受温度影响，测量信号和脉冲光最后通过光电转换单元参考信号的表达式分别变为：被转换成频率不同的尖脉冲信folo=M+10k+g(T-To)(3)号传递给单片机8032。fomⅣkg(To)(4)图4中，假设两个琐相环式中，g一温度函数：4046B1和4046B2的性能完全一一变化时刻的温度；样，均工作在同一环境温度下，一室温时的温度。因此受环境温度影响相同。若令式(3)减式(4)．得；4046Bl的Vsig端接输入电压信=fot10一}20号．4046B2的