雙模干涉式光學電壓互感器的設(shè)計與理論研究.pdf

1、本文對近年來光學電壓互感器的類型、基本原理進行了綜合評述；對雙模干涉式光學電壓互感器進行了深入的理論研究，建立了完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和理論模型；對互感器所需要的各種組件的工作原理和性能特點進行了詳細的分析，并給出了具體設(shè)計參數(shù)；介紹了系統(tǒng)信號檢測采用的白光干涉法和主動零差相位跟蹤法的基本理論；深入分析了系統(tǒng)誤差的影響因素，并給出了減小誤差的具體措施；利用有限元理論對傳感頭的電勢、電場分布進行了分析；提出利用空氣來填充傳感頭絕緣支柱，使用三塊石

2、英晶體來組成傳感頭；給出了傳感頭的具體設(shè)計方案，利用Matlab對傳感頭進行了仿真。 本文論述的是一種應用于電力系統(tǒng)高電壓測量的雙模干涉式光學電壓互感器。該互感器是基于石英晶體的逆壓電效應，在圓柱形石英晶體上施加交流電壓使其產(chǎn)生壓電形變，使纏繞在圓柱表面的橢圓芯雙模光纖中的LP01和LP11模的相位差發(fā)生變化，最后得到被測電壓。 利用主動零差相位跟蹤技術(shù)檢測出相位差的變化，得到被測電壓的大小。這種相位跟蹤技術(shù)是在干涉儀中

3、加入一個相位調(diào)制器，使之產(chǎn)生相移。在跟蹤條件下，使正交條件始終得到保持，將信號相移的檢測轉(zhuǎn)換為對相位調(diào)制器補償相移的檢測。 對雙模干涉式光學電壓互感器所產(chǎn)生的誤差進行了分析，并給出了減小措施。在雙模干涉式光學電壓互感器輸出的干涉光強信號中，當殘余可見度忽略不計時，可采用主動零差相位跟蹤技術(shù)來線性跟蹤雙模光纖相位差的變化；當殘余可見度不忽略時，殘余可見度隨光程差增加而減小，這時群折射率取較大值時，可以較好地消除殘余可見度。環(huán)境溫度

4、是影響光纖電壓互感器精度的最主要因素，通過采取措施補償壓電常數(shù)隨溫度變化所產(chǎn)生的誤差；通過限制光纖的長度來減小溫度對可見度函數(shù)的影響。 本文利用有限元理論對傳感頭的電場分布進行了分析，為傳感器的絕緣設(shè)計提出了可靠的理論依據(jù)；利用氣體擊穿理論對極間電場強度和空氣的絕緣強度進行了計算，對傳感頭進行了絕緣設(shè)計。 最后，本文給出了傳感頭的數(shù)學模型，并利用傳感頭數(shù)學模型給出了傳感頭的具體設(shè)計方案；為了驗證傳感頭設(shè)計的合理性，對傳感