光纤电流互感器的研制

光纤电流互感器的研制

一、光纤电流互感器的发展(论文文献综述)

赵凯[1](2020)在《光纤电流互感器渐变性故障特征及诊断算法研究》文中进行了进一步梳理光纤电流互感器受到温度、振动以及器件老化影响时会发生渐变故障,影响电力系统的安全运行。为了提升可靠性,提出一种基于数据驱动的光纤电流互感器渐变故障特征提取和故障诊断方法。分析光纤电流互感器工作原理并确定故障特征和输出信号数学模型;分析输出信号特征,构建故障特征向量和时域退化特征参数;利用故障特征向量和时域退化特征参数构建故障诊断模型和故障信号预测模型,实现光纤电流互感器状态监测和故障诊断。论文主要的研究内容如下:(1)光纤电流互感器故障模式分析:研究光纤电流互感器工作原理,分析内部结构发生故障时的特点,并建立渐变故障输出信号的数学模型,为光纤电流互感器渐变性特征提取和故障诊断提供理论支撑。(2)光纤电流互感器故障特征提取:通过时域和频域分析方法分析输出信号,研究渐变故障信号特征;利用小波包分解算法分解输出信号,根据故障信号频段实现故障信号提取;根据故障信号时域特征建立多维特征向量;针对特征向量维数过高的特点,利用主元分析法对高维特征向量降维处理,增加故障诊断的准确性和快速性。针对渐变性故障信号时域跨度大且劣化过程呈现固定趋势的特点,对输出信号进行跨间隔采样,利用小波包分解算法提取故障信号时域特征,利用相关评价指标对时域特征参数进行筛选,得到最优表征光纤电流互感器劣化趋势的特征参数,利用参数构建故障信号预测模型。(3)建立光纤电流互感器渐变性故障诊断模型:针对不同阶段故障之间特征不易区分的问题,利用特征向量集训练SVM,构建基于SVM的光纤电流互感器渐变故障诊断模型;利用多网格参数寻优法对模型参数进行优化,提升故障诊断准确性;利用测试信号检验模型故障诊断的准确率,验证了模型的有效性和准确性。(4)建立光纤电流互感器渐变性故障信号预测模型:对最优渐变特征参数按照不同步长进行分割,构建基于LSTM的不同步长的故障信号预测模型;通过信号预测模型预测未来时刻故障信号;根据未来时刻信号判断光纤电流互感器工作状态,实现故障预警。利用测试信号验证模型预测效果,通过不同预测模型效果对比,证明了LSTM模型预测的准确性和优越性。

赵萌[2](2020)在《高灵敏度GMM-FBG电流传感器》文中研究表明目前光学电流互感器发展迅猛,尤其是基于超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的电流传感器,因其优良的性能而被广泛研究和应用。本文在研究超磁致伸缩材料光纤光栅电流互感器原理的基础上,设计了一种具有高灵敏度高测量带宽的GMM-FBG电流传感器结构。具体工作如下:深入分析了超磁致伸缩材料与光纤光栅的电流传感器工作原理,在此基础上,结合光纤光栅的传感特性、超磁致伸缩材料的磁响应特性及应变特性,设计了具有特殊结构的高导磁回路,并应用Ansoft仿真软件对所设计的传感器磁路结构进行仿真优化,在减小线圈温度升高对GMM和FBG产生影响的情况下,使驱动线圈产生的磁场最大效率导入GMM,以达到最小电流驱动下获得最大测量灵敏度的目的。根据GMM的预应力特性设计了对GMM外施预应力结构,通过给GMM施加预应力进一步增大了传感器的灵敏度。另外对整个预施应力结构的幅频特性进行了研究,通过精心设计与仿真优化,在显着提高传感器灵敏度的情况下使整个结构具有较高的一阶固有频率。最后制作高灵敏度GMM-FBG电流传感器,构建光纤光栅传感系统实验平台,通过工频交流试验和频响特性试验验证了方案的可行性,并对实验结果进行了分析。通过频响特性实验得到传感器的一阶固有频率为8.1kHz,与仿真7.8kHz结果相近,证明了仿真的正确性。因此电流互感系统的测量带宽为8.1kHz,满足对工频电流测量的需求。

裴杰[3](2020)在《电流互感器非线性校正问题研究》文中指出电流互感器的稳定运行对于电力系统的监测与保护具有重要意义,但是电流互感器的非线性问题将使二次电流发生畸变失真,造成继电保护误操作和延时等动作,严重影响电力系统的稳定运行。针对电流互感器的磁滞特性引起的非线性问题,本文分析了电流互感器的非线性特性以及电流互感器输出畸变波形的原因,提出了一种基于参数自适应调节的支持向量机(SVM)非线性校正方法,对电流互感器的输出电压波形进行建模,参数优化和非线性回归,最后通过硬件电路设计,实现了对畸变波形幅度和相位的修正,提高了电流互感器的测量精度,具体研究内容如下:1.本文分析了电流互感器的工作原理,并根据其功能进行分类。详细阐述了光纤光栅传感原理、超磁致伸缩材料(GMM)的特性、光纤光栅的解调原理以及对电流互感器的非线性原因进行了分析,为探寻新的非线性校正方法奠定了理论基础。2.由于铁芯材料的磁滞特性和GMM材料的非线性特性,导致电流互感器的输出结果误差较大。在分析了非线性模型的基础上,分别采用SVM和BP神经网络(BP:反向传播)的方法对归一化后的误差函数构建模型,实验结果表明SVM对误差函数建模效果更好。3.在构建了误差归一化模型后,确定自适应参数和输出电压的线性关系,搭建电流互感器非线性校正模型。4.设计了以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心的硬件系统,用Verilog HDL语言进行软件编程,将非线性校正算法嵌入到了FPGA的软核中,最后通过实验测试,结果表明基于SVM算法的非线性校正模型提高了电流互感器的测量精度。

冯麒[4](2019)在《基于空间非互易相位调制方法的全光纤电流互感器设计》文中进行了进一步梳理近年来,随着电力系统飞速发展,电力传输容限不断增加,传统电磁式电流互感器越发不能满足现今的需求,从安全性、市场效益和低碳环保等多方面考虑,电流传感器将向着更加高效可靠和小型化的方向发展,全光纤电流互感器正是符合目前市场要求和时代发展潮流的一种产物。本文着眼于设计一种新结构的用于全光纤电流互感器与光纤陀螺的相位调制方案,结合器件特性提出了一种空间非互易相位调制手段,在原理上消除了本征频率对系统的限制,同时设计完成原理样机,通过实验验证理论的正确性并检验系统可靠性与精确度,论文的主要内容如下:首先,对空间相位调制器与该调制方法下反射式全光纤电流互感器进行了详细分析。根据折射率椭球与琼斯矩阵建立光路的矩阵模型与理论输出模型,为后文奠定了理论依据;其次,提出了开环设计与闭环设计两种空间相位调制方法,通过分析各切向铌酸锂晶体横向电光效应选择最终设计方案,完成相位调制器设计并进行实验,验证差分相位的产生;再次,从应用角度出发完成电流互感器原理样机,通过LabVIEW编写上位机程序,设计闭环反馈结构,并对一阶闭环反馈(锁相)与二阶闭环反馈(锁调制电压)进行实验分析,验证结构的正确性;最后,对空间相位调制的电流互感器原理样机进行测试,实验结果表明开环结构互感器在受到环境影响时成线性变化趋势,结合误差补偿技术最低变比误差小于0.02%。闭环结构互感器在额定电流151800A(1%120%)范围内具有良好的检测一致性,额定测量范围内,互感器比差均满足国标中特殊用途电流互感器误差限值,测量精度达到0.2S级。

刘鑫滢[5](2019)在《全光纤电流互感器误差特性分析与优化策略研究》文中研究指明在现代电网自动化与智能化背景下,全光纤电流互感器(FOCT)以其绝缘简单、动态性能好等突出优势,已逐渐成为电力系统测量领域的研究热点。然而,实际运行精度问题是限制其大规模应用的主要障碍。因此,分析各种内外因素对FOCT输出精度的影响,并提出相应优化方法,对FOCT的系统实用化具有重要意义。首先,从宏观角度上,采用琼斯矩阵分析了 FOCT光波偏振态的演变过程,建立了 FOCT输出信号数学模型;从微观角度上,结合麦克斯韦方程与光纤介质属性变化,分别建立了磁光效应与光纤线性双折射的分布参数数学模型。其次,基于宏观整体分析,建立了 FOCT偏振误差的数学模型,据此给出偏振器件选择与安置的改进建议。基于微观传感分析,分别建立了温度波动和振动干扰下的FOCT输出误差模型,并分析不同因素对FOCT运行精度的影响,从光纤种类与几何参数、工作波长与安装结构角度给出相应优化建议,为FOCT进一步优化提供了结构基础。再次,以误差特性分析为基础,采用磁光玻璃信号对光纤信号进行补偿,提出了全光纤电流互感器的差分磁光补偿方法。建立各路光学信号数学模型,采用COMSOL有限元仿真软件验证光学信号模型合理性。设计信号选择处理系统,在LabVIEW平台进行实时信号仿真验证,说明该信号补偿方法的有效性。最后,针对基于偏振态检测结构的FOCT,设计并搭建实验平台,分别进行不同输入光消光比、不同偏振方位角度偏移及不同温度条件下的电流及输出误差测试,实验测试结果验证了理论误差分析的合理性。增加磁光支路进行信号补偿,光纤信号波动时输出电流稳定,实验验证了磁光补偿信号处理方法的有效性。

王祥辉[6](2018)在《全光纤电流互感器温度稳定性性能分析与优化》文中指出本文在国家自然科学基金项目(杂散电流监测中非均布热应力诱导线性双折射量化与抑制策略研究,编号:51607178)的资助下,以全光纤电流互感器为研究对象,在对其结构优化改进的基础之上,开展全光纤电流互感器温度稳定性关键技术的研究。首先,建立全光纤电流互感器的解析模型。基于光纤传感技术的基本工作原理,对全光纤电流互感器结构原理方案进行初步设计;针对设计方案,采用Jones矩阵光路法建立互感器的解析模型,在此基础上,考虑互感器的温度敏感模型,研究温度变化对互感器性能的影响规律。其次,优化设计全光纤电流互感器的无热化传感探头。针对传感光纤存在弯曲损耗和对温度敏感的特征,以无热化、高灵敏度为目标,设计了一种具有柔和过渡结构的传感光纤支架,并开展了多层螺线管结构的优化设计;运用COMSOL Multiphysics软件仿真分析传感探头磁场分布特征和温度变化规律,将仿真结果与计算结果进行对比来验证设计的合理性,进而依据设计参数对传感探头进行实物加工制作。然后,构建全光纤电流互感器实验方案并搭建实验样机。设计全光纤电流互感器的实验方案,完成器件选型,设计系统上位机软件程序,据此搭建全光纤电流互感器实验样机,并初步测试实验样机基本性能,结果表明:互感器的灵敏度约为8×10-3/A,精度≤1%,互感器具有较强的温度敏感性。最后,补偿全光纤电流互感器温度敏感性。针对全光纤电流互感器的温度敏感问题,结合温度敏感性实验现象,对变温条件下全光纤电流互感器的输出情况进行仿真计算,研究互感器的输出结果随温度的变化规律;基于此,引入BP神经网络算法对全光纤电流互感器温度敏感性进行智能补偿研究,进一步结合上位机软件实现互感器温度稳定性的动态实时补偿;经过测试发现,系统稳定性和精度均有较大的提高。

徐哲茜[7](2018)在《用于光纤电流互感器中光纤偏振特性研究及测量》文中提出光纤电流互感器具有无绝缘要求,无高压端开路危险和满足智能电网数字化输出需求等诸多优点,是目前电流互感器发展的一个重要方向。而用于光纤电流互感器中重要传感部分——光纤,其偏振特性对光纤电流互感器性能有着十分重要的影响。本文研究以偏振光学为基础,对于光纤电流互感器中的光纤偏振现象尤其是双折射现象进行了分析和研究,包括二进制偏振测量系统的研究、精确测量光纤双折射的算法分析、光纤电流互感器的模型建立与仿真、基于偏振敏感性分布式光频域反射计的双折射分布式测量。本文开展的主要工作如下:(一)提出一种基于二进制偏振分析系统的精确同时测量光纤中线、圆双折射的测量算法。对比于过去基于模拟技术的偏振测量,二进制测量具有很高的精确性、重复性以及高分辨率,这在本文的实验中均得以证实。通过二进制偏振测量系统,实现了同时精确测量旋光纤中的残余线双折射和圆双折射,并且首次同时测量得到这两个参数在-40°C到80°C间的温度系数,且测量结果数据波动均低于1%。本文提出的方法和试验结果将对于光纤电流互感器的实际应用很有价值。(二)以波动光学理论为基础,对干涉型反射式光纤电流互感器进行了研究,建立了干涉型反射式光纤电流互感器的理论模型。仿真研究了光纤中的线、圆双折射效应对电流互感器精度的影响。然后以对旋光纤的实际测量结果为基础,利用实测数据进行了电流互感器的仿真,根据旋光纤温度依赖性的特点,定义了法拉第相移角相对变化量(43),这一参数对于电流互感器在实际应用中的温度补偿工作十分必要。(三)研究了光纤中线双折射的分布式测量问题。首先研究了基于偏振敏感的分布式光频域反射计(POFDR)的系统组成及工作原理,然后对待测光纤内往返路径的穆勒矩阵做了分析,得到输入信号光偏振态和经瑞利散射后返回光信号偏振态之间的关系,通过对偏振态的分析计算得出沿光纤长度方向上分布的线双折射值。

魏广进[8](2017)在《光纤电流互感器误差特性及其对间隔层设备的影响》文中指出电流互感器是为电力系统继电保护、电能计量、测控装置等设备提供电流信息的重要设备,其测量精确性和稳定性密切关系着电力系统的安全、可靠和经济运行。光纤电流互感器在测量机理、信号检测与处理方式、动态特性建模、误差特性、特性评估方法以及对间隔层设备的影响等方面,均不同于传统的电磁式电流互感器。以反射式光纤电流互感器为研究主体,围绕其误差特性及其对间隔层设备的影响展开研究。本文分析光纤电流互感器的基本原理,建立光纤电流互感器闭环反馈控制模型,研究其动态特性,构建光纤电流互感器随机误差特性模型,提出随机误差特性评估方法及相应的随机误差抑制措施,探讨光纤电流互感器误差特性对智能变电站间隔层设备的影响。论文主要内容如下:1.光纤电流互感器动态特性建模与仿真:为建立光纤电流互感器闭环反馈控制模型并评估其系统动态特性,合并简化了光纤电流互感器信号分析流程,简化法拉第效应转换环节为前向通道比例环节,合并光电转换、信号放大、模数转换和解调积分简化为前向通道增益环节,合并反馈控制的数模转换、增益控制和电光转换简化为后向通道增益环节,综合系统的电流输入输出环节,构建了光纤电流互感器数字闭环反馈控制模型,经拉氏变换整理得到了系统的传递函数,采用LabVIEW软件搭建了光纤电流互感器动态特性仿真分析平台,从传感光纤匝数、渡越时间以及温度等方面分析了光纤电流互感器的动态特性,包括幅相、阶跃和脉冲响应特性。2.光纤电流互感器输出信号的随机误差特性评估:为实现光纤电流互感器随机误差特性的有效评估,阐述了光纤电流互感器的随机误差来源,采用了 Allan方差评估光纤电流互感器的随机误差特性,针对相关时间较大时方差估计数据震荡剧烈的缺陷,提出采用总方差法进行改进修正,运用最小二乘拟合总方差曲线计算获取了各项随机误差系数,有效辨识了光纤电流互感器的随机误差源;建立光纤电流互感器随机误差ARMA(2,1)模型并结合卡尔曼滤波方法处理,仿真结果表明卡尔曼滤波后电流数据方差和各项随机误差系数均有所下降,表明能够有效减小数据分散度和随机误差。3.光纤电流互感器误差特性对间隔层设备的影响:为分析光纤电流互感器误差特性对间隔层继电保护、电能计量设备的影响,明确了光纤电流互感器与智能变电站间隔层设备的连接方式,计算对比了光纤电流互感器噪声与比差对电能计量的时间积累函数,结果表明噪声造成的电能计量误差远小于比差;构建了光纤电流互感器的不确定度检定模型,计算的光纤电流互感器的合成标准不确定度反映了对电能计量不确定度的分散程度;从光纤电流互感器数字采样、动态特性、光纤维德尔常数和传感头设计等方面分析了对继电保护设备的影响,表明能够避免继电保护逻辑闭锁或误动、满足差动保护同步的要求,并能有效简化变压器差动保护的判据和防止变压器外部短路导致暂态不平衡电流带来的差动保护误动。

李楠[9](2017)在《舰船用全光纤电流互感器设计与实现》文中提出自20世纪80年代以来,为适应海军舰船大型化、信息化及智能化的发展要求,新型舰船综合电力系统(Integrated Power System,IPS)应运而生。传统的交直流电流测量技术由于自身的固有缺陷已无法满足综合电力系统的上述要求,而基于磁光法拉第效应的全光纤电流互感器(Fiber Optical Current Sensor,FOCS)通过光学干涉仪和全数字闭环自适应信号处理技术,具有安全、可靠、准确、智能的突出优势,是目前舰船电力系统测量及保护装置的最佳选择。课题主要内容是在高精度光纤陀螺研究和目前全光纤电流互感器技术的基础上,对舰船用全光纤电流互感器的光路模块和电信号处理模块的进行深入研究,进行综合误差分析及相应的误差补偿,提出满足现代舰船综合电力系统应用要求的全光纤电流互感器的系统方案,并制造相应的工程样机。首先,以舰船用全光纤电流互感器的经典结构串联干涉式全光纤电流互感器为研究对象,阐述了舰船用全光纤电流互感器的基础理论和研究方法,在此基础上建立的光路的偏振传输模型作为系统分析的有效工具。根据舰船用全光纤电流互感器传感精度高以及环境适应性强的研制要求,深入分析其光路中相关的误差机理及特性,提出了同时具有温度补偿和振动补偿优势的“差动式”光路结构设计方案。该方案突破单条传感回路难以实现系统性温度补偿的技术瓶颈的同时提高了系统的抗振动、冲击能力。其次,深入分析基于二状态偏置的调制与解调技术为核心的全数字双闭环信号检测方案,明确其优势与劣势的同时借鉴高精度光纤陀螺成熟的数字信号检测技术,提出了基于四状态偏置的全数字双闭环电信号检测方案。该方案突破基于二状态偏置的调制解调方案中增益误差检测时间限制,通过增益误差不同的解调方式解除了2?复位周期与待测电流值的相关性,从而保证增益误差补偿的实时性,提高系统测量的线性度和零位偏移的稳定性。再次,舰船用全光纤电流互感器是典型自适应控制系统的动态特性必须满足高精度、抗电磁干扰能力强、暂态特性好、环境适应性强和响应速度快的要求。本文利用时分复用技术将光路改进方案和电信号处理的改进方案巧妙地融合在一起提出了舰船用全光纤电流互感器的改进型系统方案。在此基础上建立系统的动态模型,深入了解该系统方案的动态性能的同时分析系统的设计参数对动态性能的影响,为系统样机的制造及调试提供理论指导和依据。最后,在动态性能分析的基础上,根据系统的改进方案制造样机,并根据本文舰船用全光纤电流互感器的研制要求及其通用的测试标准进行相关的测试试验,从而验证上述改进型系统方案的实用性及其误差补偿的有效性。

关远鹏[10](2017)在《全光纤电流互感器关键特性研究》文中研究说明随着国家新一代智能变电站建设的进一步推进,电子式电流互感器(Electronic Current Transformer,ECT),尤其是全光纤电流互感器(Fibre Optic Current Transformer,FOCT)成为了电测测量设备的发展趋势。然而,在目前的推广阶段,全光纤电流互感器在工程应用中,面临着环境干扰、现场施工安装不规范和长期运行稳定性的问题。因此,针对以上问题的建模仿真和理论分析,并依据理论指导工程优化和FOCT的实用化的推进越来越迫切。本文研究了FOCT的基本建模、暂态特性、温度特性和一次侧抗磁场干扰能力,为其在智能电网中的更为广泛的应用提供理论基础。本文首先介绍全光纤电流互感器的工作原理,特别是Faraday效应和Sagnac效应;并对FOCT的主要光学元件进行数学建模;针对光学元件由于制造工艺引入的线性双折射干扰进行分析,获得FOCT光路部分的数学模型;根据光路部分的模型和简化,将光路部分和电路控制部分进行统一建模,获得FOCT的整体数学模型,为FOCT的关键特性研究提供数学基础。结合试验,研究表明,所建立的模型与实际的FOCT具有较好的一致性。最后,根据所建立的数学模型,引出本文研究的主要内容——暂态特性、温度特性和一次侧电磁抗干扰能力之间的关系。本文结合FOCT的整体数学模型,考虑数字饱和的需求,对FOCT的暂态特性进行修正建模。并讨论和分析,在暂态下,FOCT数字饱和时,与合并单元(Merging Unit,MU)的配合问题。通过试验,对相关理论分析进行验证,为FOCT的进一步实用化提供理论基础。温度对FOCT的各个方面性能均存在影响。本文对FOCT的温度特性影响因素进行分析,主要包括光学元件的温度特性影响因素和电子模块的温度特性影响因素。然后,对全光纤电流互感器的传感环和延迟光纤进行整体建模,并量化温度对输出特性的影响。并分别从硬件和软件的角度进行温度补偿和抑制,通过试验进行验证温度补偿方案的有效性。根据FOCT的物理原理,磁场是影响FOCT输出性能的主要因素之一。本文分析在几种典型的外部电磁干扰下,如环流罩干扰和相间电流等,传感环附近的电磁场的分布。并对文献中所提出的FOCT传感环分布参数模型进行修正,提出改进的FOCT传感环分布参数模型,与对Faraday旋光角更加关注,减少线性双折射化简的影响。并通过试验对所提出的模型进行验证分析。在工程应用中,长期运行稳定性是其关注要点。本文首先分析对全光纤电流互感器长期运行稳定性的主要影响因素。然后,以广东电网某110kV智能变电站投产验收时所遇到的问题,运用前几章所提的方法进行分析和改机,提出相应的解决方案。最后,通过该智能变电站全光纤电流互感器投产安全运行一年后的数据,对所提方案的可靠性进行验证。

二、光纤电流互感器的发展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、光纤电流互感器的发展(论文提纲范文)

(1)光纤电流互感器渐变性故障特征及诊断算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光纤电流互感器研究现状
        1.2.2 故障诊断研究现状
    1.3 本文组织结构
第二章 光纤电流互感器结构及故障分析
    2.1 引言
    2.2 光纤电流互感器理论基础
        2.2.1 法拉第效应
        2.2.2 光纤电流互感器通用结构
        2.2.3 光纤电流互感器基本结构
    2.3 光纤电流互感器故障特性分析
        2.3.1 光纤电流互感器故障特性分析
        2.3.2 光纤电流互感器渐变故障信号数学模型
    2.4 本章小结
第三章 光纤电流互感器渐变性故障特征提取
    3.1 引言
    3.2 渐变故障信号特征分析
        3.2.1 时域特征参数分析
        3.2.2 时频域特征参数分析
    3.3 渐变性故障信号特征提取
        3.3.1 基于主成分分析的渐变性故障特征提取
        3.3.2 故障信号预测参数选择
    3.4 仿真分析
        3.4.1 故障特征向量构建
        3.4.2 退化特征参数提取
    3.5 本章小结
第四章 光纤电流互感器渐变性故障诊断算法
    4.1 引言
    4.2 渐变性故障诊断模型
        4.2.1 支持向量机原理
        4.2.2 SVM多分类模型
        4.2.3 基于SVM的故障诊断模型框架
    4.3 渐变故障信号预测模型
        4.3.1 循环神经网络
        4.3.2 长短时记忆网络模型
        4.3.3 故障信号预测模型框架
    4.4 本章小结
第五章 仿真验证
    5.1 引言
    5.2 基于SVM的光纤电流互感器渐变性故障诊断模型
        5.2.1 基于网格参数寻优的SVM故障诊断模型
    5.3 基于LSTM的光纤电流互感器渐变性故障信号预测模型
        5.3.1 短期单步信号预测结果
        5.3.2 长期单步信号预测结果
        5.3.3 长期多步信号预测结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

(2)高灵敏度GMM-FBG电流传感器(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光学电流传感器国内外研究现状
        1.2.2 超磁致伸缩材料的发展
        1.2.3 GMM-FBG电流传感器研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 高灵敏度GMM-FBG传感器传感原理及设计
    2.1 GMM-FBG电流传感系统
    2.2 光纤光栅传感系统
        2.2.1 光纤光栅传感原理
        2.2.2 光纤光栅传感信号调制解调原理
    2.3 超磁致伸缩材料特性
        2.3.1 磁致伸缩特性
        2.3.2 超磁致伸缩材料的单极性特性
        2.3.3 超磁致伸缩材料的预应力特性
    2.4 高灵敏度GMM-FBG传感器的设计
    2.5 本章小结
第3章 高灵敏度GMM-FBG传感系统仿真及实验
    3.1 高灵敏度GMM-FBG传感系统磁路仿真及优化
        3.1.1 电磁场边值问题的有限元法
        3.1.2 传感磁路结构的仿真与优化
    3.2 GMM-FBG电流互感器试验系统
        3.2.1 高灵敏度电流传感器的制作
        3.2.2 不同预应力下工频交流实验的研究与分析
    3.3 本章小结
第4章 GMM-FBG电流互感器幅频特性研究
    4.1 频响特性数值仿真
    4.2 幅频特性实验
        4.2.1 FBG解调方案的选择
        4.2.2 幅频特性试验系统
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢

(3)电流互感器非线性校正问题研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光纤光栅电流互感器的研究现状
        1.2.2 磁致伸缩材料的研究现状
        1.2.3 电流互感器非线性校正方法研究现状分析
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 电流互感器传感理论研究及非线性特性分析
    2.1 电流互感器的系统组成
    2.2 光纤光栅传感原理和特性
        2.2.1 光纤光栅的传感原理
        2.2.2 光纤光栅的应变特性
        2.2.3 光纤光栅的温度传感特性
    2.3 超磁致伸缩材料的种类和特性
        2.3.1 超磁致伸缩材料的种类
        2.3.2 超磁致伸缩材料的特性
    2.4 光纤光栅解调方案
    2.5 电流互感器非线性原因分析
        2.5.1 电流互感器的铁芯磁化非线性特性
        2.5.2 GMM材料的非线性特性
    2.6 本章小结
第3章 电流互感器非线性校正方法研究
    3.1 电流互感器非线性模型分析
    3.2 基于SVM的误差建模方法
        3.2.1 支持向量机
        3.2.2 支持向量机的核函数和参数确定
    3.3 基于BP神经网络的误差建模方法
        3.3.1 BP神经网络概述
        3.3.2 BP神经网络的参数确定
    3.4 SVM和BP神经网络误差拟合结果比较
    3.5 非线性系统模型K值参数计算
    3.6 自适应参数SVM校正仿真结果
    3.7 本章小结
第4章 FPGA硬件电路设计与验证
    4.1 电流互感器非线性校正方案设计
    4.2 硬件电路设计
        4.2.1 FPGA最小系统基本配置
        4.2.2 FPGA存储电路设计
        4.2.3 A/D转换模块设计
        4.2.4 D/A转换模块设计
        4.2.5 电源模块电路设计
    4.3 系统软件设计与验证
        4.3.1 A/D控制器设计
        4.3.2 D/A控制器设计
        4.3.3 Modelsim仿真验证
    4.4 非线性校正测试实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢

(4)基于空间非互易相位调制方法的全光纤电流互感器设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 全光纤电流互感器分类
        1.2.1 环形全光纤电流互感器
        1.2.2 反射式全光纤电流互感器
    1.3 光纤电流互感器国内外研究进展
    1.4 论文内容及其章节安排
第2章 反射式电流互感器理论分析
    2.1 引言
    2.2 全光纤电流互感器理论基础
        2.2.1 Faraday磁光效应
        2.2.2 Sagnac效应与相位调制器作用
    2.3 空间非互易相位调制器特性分析
        2.3.1 折射率椭球分析
        2.3.2 相位调制器的琼斯矩阵分析
    2.4 基于非互易相移器的反射式光纤电流互感器特性分析
        2.4.1 光纤电流互感器光路偏振态分析
        2.4.2 光纤电流互感器琼斯矩阵分析
    2.5 本章小结
第3章 空间非互易相位调制器设计研究
    3.1 引言
    3.2 固定延迟的无源相位调制器设计
        3.2.1 无源相位调制器设计搭建
        3.2.2 固定偏置相位的测量实验
    3.3 基于横向电光效应的有源相位调制器设计
        3.3.1 各向切割铌酸锂半波电压分析及优缺点分析
        3.3.2 铌酸锂损伤阈值与可行性分析
        3.3.3 有源相位调制器设计搭建
        3.3.4 差分相位实验验证
    3.4 本章小结
第4章 闭环反馈系统的设计
    4.1 引言
    4.2 器件选型与系统搭建
        4.2.1 光纤电流互感器光路器件选型
        4.2.2 光纤电流互感器调制解调结构设计
    4.3 基于LABVIEW的闭环反馈系统设计
        4.3.1 空间相位调制器闭环反馈与调制原理
        4.3.2 闭环反馈与Lab VIEW上位机设计
    4.4 调制解调实验与分析
        4.4.1 一阶闭环反馈(锁相)实验及分析
        4.4.2 二阶闭环反馈(锁调制电压)实验及分析
    4.5 本章小结
第5章 基于非互易相位调制的电流互感器实验研究
    5.1 引言
    5.2 基于无源相位调制器的互感器温度稳定性与精度实验
        5.2.1 温度变化对互感器输出响应的影响与变比误差分析
        5.2.2 变比误差自补偿
    5.3 基于有源相位调制器的互感器半波电压与测量精度实验
        5.3.1 调制器半波电压测量实验
        5.3.2 电流传感实验及互感器测量精度
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(5)全光纤电流互感器误差特性分析与优化策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光学电流互感器分类
    1.3 国内外研究历程
        1.3.1 国外研究历程
        1.3.2 国内研究历程
    1.4 研究现状及主要问题
        1.4.1 实际运行精度问题
        1.4.2 性能优化问题
    1.5 本文主要内容
        1.5.1 基本研究思路
        1.5.2 主要研究内容
第2章 全光纤电流互感器工作原理与光学理论模型
    2.1 基于偏振态检测的FOCT结构与工作原理
        2.1.1 法拉第磁光效应基本原理
        2.1.2 基于偏振态检测的全光纤电流互感器
    2.2 基于琼斯矩阵的FOCT数学模型
        2.2.1 琼斯矩阵基本原理
        2.2.2 FOCT中光学器件的琼斯矩阵
        2.2.3 FOCT输出信号的琼斯矩阵分析
    2.3 FOCT传感光纤的分布参数模型分析
        2.3.1 FOCT磁光效应的分布参数模型
        2.3.2 线性双折射作用下的传感光纤分布参数模型
    2.4 本章小结
第3章 全光纤电流互感器误差特性分析
    3.1 全光纤电流互感器偏振误差特性分析
        3.1.1 起检偏器误差特性分析
        3.1.2 偏振方位角度偏移误差特性分析
        3.1.3 偏振器件的优化选择与安置
    3.2 全光纤电流互感器温漂误差特性分析
        3.2.1 FOCT温漂误差机理
        3.2.2 FOCT温漂误差特性仿真分析
        3.2.3 光纤种类与传感环参数的优化选择
    3.3 全光纤电流互感器振动误差特性分析
        3.3.1 FOCT振动误差机理
        3.3.2 FOCT振动误差特性分析
        3.3.3 工作波长与安装结构的优化选择
    3.4 本章小结
第4章 全光纤电流互感器的差分磁光补偿方法
    4.1 FOCT差分磁光补偿方法的实现原理
        4.1.1 光学系统结构
        4.1.2 输出信号数学模型
    4.2 光学传感单元有限元建模分析
        4.2.1 仿真模型建立
        4.2.2 仿真结果分析
    4.3 实时信号处理系统
    4.4 信号处理系统仿真分析
        4.4.1 稳定运行特性分析
        4.4.2 温度/振动干扰特性分析
        4.4.3 外磁场干扰特性分析
    4.5 本章小结
第5章 全光纤电流互感器实验平台搭建与结果分析
    5.1 FOCT实验系统
        5.1.1 FOCT实验平台光学系统
        5.1.2 FOCT信号处理系统
    5.2 FOCT实验结果分析
        5.2.1 FOCT实时输出波形
        5.2.2 不同输入光消光比下输出电流测试
        5.2.3 不同偏振方位角度偏移下输出电流测试
        5.2.4 不同温度条件下输出电流测试
        5.2.5 差分磁光补偿方法的信号处理测试
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(6)全光纤电流互感器温度稳定性性能分析与优化(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究概况
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 本章小结
2 全光纤电流互感器方案设计
    2.1 工作原理
    2.2 全光纤电流互感器总体结构方案的设计
    2.3 光学系统结构特性
    2.4 温度对光路系统的影响
    2.5 全光纤电流互感器的基本特性
    2.6 本章小结
3 全光纤电流互感器无热化传感探头设计
    3.1 传感光纤支架设计
    3.2 传感探头整体设计
    3.3 基于COMSOLMultiphysics软件的磁场仿真
    3.4 传感探头加工制作
    3.5 本章小结
4 全光纤电流互感器实验方案设计
    4.1 常温基本实验方案设计
    4.2 变温实验方案设计
    4.3 数据采集分析上位机设计
    4.4 本章小结
5 实验样机的搭建及性能测试
    5.1 实验样机搭建及实验
    5.2 实验样机性能测试
    5.3 温度对全光纤传感系统性能影响测试
    5.4 本章小结
6 基于BP神经网络算法的全光纤电流互感器温度补偿实现及测试
    6.1 光路系统温度稳定性仿真分析
    6.2 BP神经网络概述
    6.3 温度稳定性算法补偿编程与测试
    6.4 动态补偿实验与分析
    6.5 本章小结
7 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(7)用于光纤电流互感器中光纤偏振特性研究及测量(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光纤偏振的研究意义和现状
    1.3 电流互感器与旋光纤
        1.3.1 电流互感器
        1.3.2 旋光纤
    1.4 论文主要研究内容及结构
第二章 偏振、双折射及其测量分析
    2.1 光波的偏振态及其表示
        2.1.1 琼斯矢量
        2.1.2 斯托克斯矢量
        2.1.3 邦加球
    2.2 双折射
        2.2.1 双折射的基本概念
        2.2.2 光纤中的双折射
    2.3 双折射的邦加球表示
        2.3.1 线双折射在邦加球上的表示
        2.3.2 圆双折射在邦加球上的表示
        2.3.3 椭圆双折射在邦加球上的表示
    2.4 光纤双折射测量算法
    2.5 感生双折射及其计算
    2.6 光纤中偏振相关损耗(PDL)
        2.6.1 偏振相关损耗
        2.6.2 光纤PDL的穆勒矩阵表达
    2.7 本章小结
第三章 旋光纤偏振特性测量
    3.1 旋光纤偏振测量实验装置
        3.1.1 二进制磁光偏振态发生器(PSG)
        3.1.2 二进制磁光偏振分析仪(PSA)
        3.1.3 旋光纤双折射测量实验方法
    3.2 双折射测量验证实验
    3.3 旋光纤圆双折射温度系数测量
    3.4 旋光纤线双折射温度系数测量
    3.5 本章小结
第四章 全光纤电流互感器双折射效应研究
    4.1 法拉第(Faraday)效应
    4.2 全光纤电流互感器结构
        4.2.1 非干涉型全光纤电流互感器
        4.2.2 Sagnac式干涉型全光纤电流互感器
        4.2.3 干涉型反射式全光纤电流互感器
    4.3 双折射对全光纤电流互感器性能的影响
        4.3.1 双折射的影响
        4.3.2 反射式全光纤电流互感器的模型建立
        4.3.3 反射式全光纤电流互感器双折射效应误差分析
    4.4 本章小结
第五章 传感光纤的双折射分布测量
    5.1 偏振敏感的分布式光频域反射计(POFDR)
    5.2 单模传感光纤中线双折射的分布式测量
        5.2.1 线双折射分布式测量理论
        5.2.2 单模光纤中线双折射的实验测量
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)光纤电流互感器误差特性及其对间隔层设备的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文组织结构
第二章 光纤电流互感器原理结构介绍
    2.1 全光纤电流互感器理论基础
        2.1.1 法拉第效应介绍
        2.1.2 电流传感关系建立
    2.2 全光纤电流互感器分类
        2.2.1 全光纤电流互感器的通用结构
        2.2.2 全光纤电流互感器的基本结构
    2.3 反射式全光纤电流互感器误差来源分析
    2.4 本章小结
第三章 光纤电流互感器动态特性建模与仿真分析
    3.1 光纤电流互感器动态建模
        3.1.1 光纤电流互感器信号流程简化
        3.1.2 光纤电流互感器模型传递函数建立
        3.1.3 光纤电流互感器模型仿真数据计算
    3.2 光纤电流互感器模型仿真分析
        3.2.1 光纤电流互感器模型仿真程序
        3.2.2 光纤电流互感器模型影响分析
    3.3 本章小结
第四章 光纤电流互感器随机误差特性评估
    4.1 光纤电流互感器随机误差特性分析
    4.2 基于Allan方差的光纤电流互感器误差特性分析
        4.2.1 Allan方差在光纤电流互感器中的应用
        4.2.2 随机误差系数计算
        4.2.3 Allan方差实验结果分析
    4.3 基于总方差的随机误差特性分析
    4.4 光纤电流互感器随机误差建模
        4.4.1 时间序列分析法的模型介绍
        4.4.2 时间序列建模预检验
        4.4.3 时间序列建模过程及结果
    4.5 光纤电流互感器输出的卡尔曼滤波
        4.5.1 卡尔曼滤波理论介绍
        4.5.2 卡尔曼滤波设计及结果分析
    4.6 本章小结
第五章 光纤电流互感器对间隔层设备的影响
    5.1 智能变电站分层介绍
    5.2 光纤电流互感器对间隔层保护设备的影响分析
        5.2.1 对继电保护的影响分析
        5.2.2 对其他保护的影响分析
    5.3 光纤电流互感器对间隔层计量设备的影响分析
        5.3.1 对电能计量误差的影响分析
        5.3.2 对电能计量不确定度的影响分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

(9)舰船用全光纤电流互感器设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景、目的与意义
    1.2 直流测量设备的发展概述
    1.3 全光纤电流互感器的国内外发展概况
        1.3.1 国外发展概况
        1.3.2 国内发展概况
    1.4 全光纤电流互感器面临的发展问题
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 舰船用FOCS系统方案的分析与改进
    2.1 引言
    2.2 舰船用全光纤电流互感器的基础理论
        2.2.1 磁光法拉第效应
        2.2.2 贝塞尔函数理论
        2.2.3 琼斯矩阵分析法
    2.3 光路误差分析
        2.3.1 光路偏振特性模型
        2.3.2 低偏SLD光源的误差分析
        2.3.3 45°熔接角的误差分析
        2.3.4 系统的温度误差分析
        2.3.4.1 光纤维尔德常数的温度误差分析
        2.3.4.2 λ/4 光纤波片误差分析
        2.3.4.3 保偏光纤延时环的偏振串音误差分析
        2.3.4.4 敏感环的温致双折射误差分析
        2.3.5 系统振动特性误差分析
    2.4 基于二状态偏置电信号检测方案分析
    2.5 舰船用全光纤电流互感器系统的改进方案
        2.5.1 光路结构的改进设计
        2.5.2 电信号处理方案的改进设计
        2.5.2.1 电流信号的解调与数字阶梯波的生成
        2.5.2.2 反馈调制回路增益误差的跟踪与补偿
    2.6 本章小结
第3章 舰船用FOCS改进方案的建模与仿真
    3.1 引言
    3.2 系统动态模型的建立
        3.2.1 系统的功能结构分析
        3.2.2 系统的传递函数模型
    3.3 系统的动态性能仿真与分析
        3.3.1 理想条件下系统的输出响应
        3.3.2 低偏SLD光源功率对系统输出的影响
        3.3.3 光源的波长对系统输出响应的影响
    3.4 本章小结
第4章 舰船用FOCS改进方案的实现与测试
    4.1 引言
    4.2 改进方案的系统实现
    4.3 光路模块的实现
    4.4 电信号处理模块的硬件实现
        4.4.1 低偏SLD光源的控制电路
        4.4.2 干涉信号的预处理电路
        4.4.3 基于四状态的调制解调电路
    4.5 电信号处理的软件实现
    4.6 改进型系统方案的测试
        4.6.1 测量精度测试
        4.6.2 动态特性能测试
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢

(10)全光纤电流互感器关键特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究的背景和意义
    1.3 光学电流互感器的分类及性能比较
    1.4 光学电流互感器的电力系统中的应用及研究现状
    1.5 全光纤电流互感器的发展
    1.6 本论文研究内容安排
第二章 全光纤电流互感器的工作原理和基本建模
    2.1 引言
    2.2 全光纤电流互感器的工作原理
    2.3 全光纤电流互感器的光学元件数学模型
    2.4 全光纤电流互感器的整体数学模型
    2.5 本文所研究的关键特性的提出
    2.6 本章小结
第三章 全光纤电流互感器的暂态特性研究
    3.1 引言
    3.2 全光纤电流互感器暂态特性数学模型
    3.3 全光纤电流互感器的暂态输出与合并单元的配合
    3.4 全光纤电流互感器暂态试验分析
    3.5 本章小结
第四章 全光纤电流互感器的温度特性研究
    4.1 引言
    4.2 全光纤电流互感器的温度特性影响因素
    4.3 全光纤电流互感器的温度模型
    4.4 全光纤电流互感器的温度补偿和抑制及温度特性试验分析
    4.5 本章小结
第五章 全光纤电流互感器的一次侧抗磁场干扰能力研究
    5.1 引言
    5.2 全光纤电流互感器的磁场干扰机理分析
    5.3 全光纤电流互感器的磁场仿真及试验分析
    5.4 本章小结
第六章 全光纤电流互感器的工程应用及现场运行分析
    6.1 引言
    6.2 全光纤电流互感器工程应用的主要影响因素分析
    6.3 全光纤电流互感器的投产验收分析
    6.4 全光纤电流互感器的投产后运行校验
    6.5 本章小结
总结和展望
    本文总结
    研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

四、光纤电流互感器的发展(论文参考文献)

  • [1]光纤电流互感器渐变性故障特征及诊断算法研究[D]. 赵凯. 东南大学, 2020(01)
  • [2]高灵敏度GMM-FBG电流传感器[D]. 赵萌. 哈尔滨理工大学, 2020(04)
  • [3]电流互感器非线性校正问题研究[D]. 裴杰. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
  • [4]基于空间非互易相位调制方法的全光纤电流互感器设计[D]. 冯麒. 燕山大学, 2019(03)
  • [5]全光纤电流互感器误差特性分析与优化策略研究[D]. 刘鑫滢. 华北电力大学(北京), 2019(01)
  • [6]全光纤电流互感器温度稳定性性能分析与优化[D]. 王祥辉. 中国矿业大学, 2018(02)
  • [7]用于光纤电流互感器中光纤偏振特性研究及测量[D]. 徐哲茜. 天津大学, 2018(04)
  • [8]光纤电流互感器误差特性及其对间隔层设备的影响[D]. 魏广进. 东南大学, 2017(04)
  • [9]舰船用全光纤电流互感器设计与实现[D]. 李楠. 哈尔滨工业大学, 2017(02)
  • [10]全光纤电流互感器关键特性研究[D]. 关远鹏. 华南理工大学, 2017(07)

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光纤电流互感器的研制
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