电子式互感器由于其自身具有的暂态性能良好,绝缘性能优良等优点,在未来的电网发展中有良好的应用前景,而磁光式光学电流互感器(Magnetic-Optical Current Sensor,MOCS)是电子式互感器中发展较为迅速的一类。直通光路式MOCS运行稳定性高...
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电子式互感器由于其自身具有的暂态性能良好,绝缘性能优良等优点,在未来的电网发展中有良好的应用前景,而磁光式光学电流互感器(Magnetic-Optical Current Sensor,MOCS)是电子式互感器中发展较为迅速的一类。直通光路式MOCS运行稳定性高,但存在易受外磁干扰的问题。为此,本文聚焦于外磁场干扰的基本理论问题,研究外磁场干扰具有的内在规律以及对应的抗外磁干扰技术,为提高MOCS的抗外磁干扰能力提出可行的解决方案。首先,从基本的安培环路定律出发,通过定义非连续积分路径,积分张角等概念,推导得出电流位于非连续闭合路径内外时对应的磁场积分表达式。进而建立了适用于按对称多边形方式布置的直通光路式MOCS所受外磁干扰分析的数学模型。此数学模型对电流所处位置与磁光传感单元数量无特殊要求,为提出解决直通光路式MOCS的外磁场干扰问题奠定了理论基础。其次,基于外磁场干扰数学模型,提出了闭合路径中心偏转模型。在此模型的基础上,进一步得出了最佳中心偏转角。通过理论证明,对于含任意数量磁光传感单元,按对称多边形方式布置的直通光路式MOCS,总有唯一的最佳中心偏转角。基于此提出了一种新型的层叠式MOCS结构。理论与仿真实验均证明该结构基本抗御了传感结构外任意位置电流给MOCS带来的磁场干扰。再次,提出了通用的抗外磁干扰技术误差评价模型。研究了影响层叠式MOCS抗外磁干扰效果的因素,并提出了相应的改进方案。同时对比分析了层叠式MOCS与普通构型的MOCS的抗干扰能力,理论计算与仿真实验均证明,层叠式MOCS在稳态与暂态情况下的测量误差完全可以忽略不计,层叠式MOCS具有优异的抗外磁干扰能力。最后,研制了层叠式MOCS样机,并在多种情况下对其进行了性能检测试验。试验结果表明,所研制的层叠式MOCS样机满足0.2/5P准确级,具备较为优异的抗外磁干扰性能。此类型MOCS对干扰电流与传感器的相对空间位置无特殊要求,推进了 MOCS的实用化进程。
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