不闭合全光纤电流互感器相间磁场干扰特性
发布时间：2020-07-14 19:49
【摘要】：针对全光纤电流互感器(FOCT)传感环不闭合易受相间磁场干扰的问题进行了研究,并提出了一种提高不闭合FOCT抗相间磁场干扰能力的新方法。建立了不闭合FOCT相间磁场干扰数学模型,通过理论研究和仿真分析得出传感环不闭合度、传感环半径、传感环缠绕匝数和相间距离是构成相间磁场干扰特性的主要因素,且总有两个最佳方位角,使得相间磁场不会干扰本相FOCT准确度。据此提出了一种最佳方位角优化方法,即通过将FOCT摆放到最佳方位角,来提高抗相间磁场干扰的能力。实验结果与理论分析相一致,并验证了所提方法的正确性。通过该方法,相间磁场干扰引起的误差由-0.27%下降到-0.02%,使不闭合FOCT满足0.2级要求。
【图文】：
不闭合FOCT相间磁场干扰示意图
纤缠绕30匝，不闭合度为0.16%，本相初始比差为0%。2.1三相交流干扰仿真分析在初始条件的基础上，设置A、B相角差为120°;A、C相角差为－120°。分别令IB=IC=IA，B、C相干扰电流共同作用于A相;IB=IA，IC=0，B相单独对A相干扰;IB=0，IC=IA，C相单独对A相干扰。则由式(18)得传感环方位角θ对FOCT比差影响曲线。令IB=IC=IA，A、B相角差和A、C相角差都为0°，即φBA=φCA=0°。由式(18)得相角差为0°，B、C相共同干扰A相时，传感环方位角θ对FOCT比差影响曲线如图2所示。图2传感环方位角对FOCT影响Fig.2TheeffectofazimuthangleonFOCT由图2可以看出，相角差为0°比相角差为120°时干扰严重;C相单独作用引起的干扰误差低于0.02%，低于FOCT能够分辨的最小误差，C相电流对A相几乎无影响。FOCT比差随着方位角变化而呈周期性波动，当传感环相对于相间轴旋转到最佳方位角70°和310°时，相间磁场不会干扰本相FOCT准确度;当传感环相对于相间轴旋转到最差方位角10°时，相间磁场对本相FOCT干扰程度最严重。2.2邻相干扰仿真分析根据以上分析，设置磁场干扰程度最严重的情况，即认为相角差都为零，φBA=φCA=0;且由于C相基本上不会干扰到A相，所以只考虑B相干扰，设置B相电流与A相电流相同，即IB=IA。在初始条件的基础上，逐步增大相间距离，令相间距离分别为0.2m、0.4m、0.6m和0.8m，则由式(18)得到传感环不闭合时，相间距离d对FOCT干扰误差影响曲线如图3所示。图3相间距离对FOCT影响Fig.3TheeffectofphasedistanceonFOCT由图3可以看出，随着相间距离增大时，相间干扰对本相FOCT影响降低，FOCT干扰误差减校在初始条件的基础上，逐步增大传感环半径，令传
旋转到最佳方位角70°和310°时，相间磁场不会干扰本相FOCT准确度;当传感环相对于相间轴旋转到最差方位角10°时，相间磁场对本相FOCT干扰程度最严重。2.2邻相干扰仿真分析根据以上分析，设置磁场干扰程度最严重的情况，即认为相角差都为零，φBA=φCA=0;且由于C相基本上不会干扰到A相，所以只考虑B相干扰，设置B相电流与A相电流相同，即IB=IA。在初始条件的基础上，逐步增大相间距离，令相间距离分别为0.2m、0.4m、0.6m和0.8m，则由式(18)得到传感环不闭合时，相间距离d对FOCT干扰误差影响曲线如图3所示。图3相间距离对FOCT影响Fig.3TheeffectofphasedistanceonFOCT由图3可以看出，随着相间距离增大时，相间干扰对本相FOCT影响降低，FOCT干扰误差减校在初始条件的基础上，逐步增大传感环半径，令传感环半径分别为0.1m、0.12m、0.14m、0.16m和0.18m，则由式(18)得到传感环不闭合时，传感环半径r对FOCT干扰误差影响曲线如图4所示。图4传感环半径对FOCT影响Fig.4TheeffectofcoilradiusonFOCT由图4可以看出，FOCT传感环半径越大，相间磁场对本相FOCT干扰越严重。仿真结果表明，缩小传感环半径可以在一定程度上提高抗相间磁场干扰的能力。91
【图文】：
不闭合FOCT相间磁场干扰示意图
纤缠绕30匝，不闭合度为0.16%，本相初始比差为0%。2.1三相交流干扰仿真分析在初始条件的基础上，设置A、B相角差为120°;A、C相角差为－120°。分别令IB=IC=IA，B、C相干扰电流共同作用于A相;IB=IA，IC=0，B相单独对A相干扰;IB=0，IC=IA，C相单独对A相干扰。则由式(18)得传感环方位角θ对FOCT比差影响曲线。令IB=IC=IA，A、B相角差和A、C相角差都为0°，即φBA=φCA=0°。由式(18)得相角差为0°，B、C相共同干扰A相时，传感环方位角θ对FOCT比差影响曲线如图2所示。图2传感环方位角对FOCT影响Fig.2TheeffectofazimuthangleonFOCT由图2可以看出，相角差为0°比相角差为120°时干扰严重;C相单独作用引起的干扰误差低于0.02%，低于FOCT能够分辨的最小误差，C相电流对A相几乎无影响。FOCT比差随着方位角变化而呈周期性波动，当传感环相对于相间轴旋转到最佳方位角70°和310°时，相间磁场不会干扰本相FOCT准确度;当传感环相对于相间轴旋转到最差方位角10°时，相间磁场对本相FOCT干扰程度最严重。2.2邻相干扰仿真分析根据以上分析，设置磁场干扰程度最严重的情况，即认为相角差都为零，φBA=φCA=0;且由于C相基本上不会干扰到A相，所以只考虑B相干扰，设置B相电流与A相电流相同，即IB=IA。在初始条件的基础上，逐步增大相间距离，令相间距离分别为0.2m、0.4m、0.6m和0.8m，则由式(18)得到传感环不闭合时，相间距离d对FOCT干扰误差影响曲线如图3所示。图3相间距离对FOCT影响Fig.3TheeffectofphasedistanceonFOCT由图3可以看出，随着相间距离增大时，相间干扰对本相FOCT影响降低，FOCT干扰误差减校在初始条件的基础上，逐步增大传感环半径，令传
旋转到最佳方位角70°和310°时，相间磁场不会干扰本相FOCT准确度;当传感环相对于相间轴旋转到最差方位角10°时，相间磁场对本相FOCT干扰程度最严重。2.2邻相干扰仿真分析根据以上分析，设置磁场干扰程度最严重的情况，即认为相角差都为零，φBA=φCA=0;且由于C相基本上不会干扰到A相，所以只考虑B相干扰，设置B相电流与A相电流相同，即IB=IA。在初始条件的基础上，逐步增大相间距离，令相间距离分别为0.2m、0.4m、0.6m和0.8m，则由式(18)得到传感环不闭合时，相间距离d对FOCT干扰误差影响曲线如图3所示。图3相间距离对FOCT影响Fig.3TheeffectofphasedistanceonFOCT由图3可以看出，随着相间距离增大时，相间干扰对本相FOCT影响降低，FOCT干扰误差减校在初始条件的基础上，逐步增大传感环半径，令传感环半径分别为0.1m、0.12m、0.14m、0.16m和0.18m，则由式(18)得到传感环不闭合时，传感环半径r对FOCT干扰误差影响曲线如图4所示。图4传感环半径对FOCT影响Fig.4TheeffectofcoilradiusonFOCT由图4可以看出，FOCT传感环半径越大，相间磁场对本相FOCT干扰越严重。仿真结果表明，缩小传感环半径可以在一定程度上提高抗相间磁场干扰的能力。91
【参考文献】
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8 王sダ
本文编号：2755411
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