（武汉烽火富华电气有限责任公司 武汉 430074）
摘要：随着智能电网建设的深入开展，无源型电子式互感器逐渐成为研究热点。作为全光纤电流互感器系统的主要功能模块，电信号处理单元的设计显得尤为重要。对电信号处理面临的难点问题进行了分析，分别设计了对应的采集及调制电路，实现干涉信号的精确提取和调制信号的及时反馈。经实验验证，该设计有效避免了噪声对系统精度的影响，提高了系统的线性度和灵敏度。
关键词：全光纤电流互感器；采集；调制；精度
Abstract：With the development of smart grid construction, the passive electronic transformer becomes a hot research topic. As the main function module of fiber optic current transformer, the design of signal processing unit is very important. In this paper, the problems of the signal processing are analyzed, and the corresponding acquisition and modulation circuits are designed. The accurate extraction of the interference signal and the timely feedback of the modulated signal are realized. The experimental results show that the design can effectively avoid the influence of the noise on the system accuracy, and improve the linearity and sensitivity of the system.
Key words: Fiber optic current transformer; Acquisition; Modulation; Precision
引言
与传统电磁式电流互感器和有源型电子式电流互感器相比，全光纤电流互感器（Fiber Optic Current Transformer-FOCT）拥有诸多优势，是目前电子式互感器产品研制推广的主流方向。FOCT系统中，电信号处理单元的设计一直是研究重点，难点主要有两方面：一是干涉光强信号较微弱，提取困难；二是采集的光信号强度值与被检测的电流值为非线性关系，会对互感器系统的测量灵敏度与线性度产生影响，如何对其进行反馈调制也是一个难点[1]。
基于这两个问题，文章主要研究全光纤电流互感器电信号控制与处理模块的设计。首先简要介绍全光纤电流互感器的基本结构和工作原理，然后针对干涉光信号设计光电转换采集电路，对转化的电信号进行隔离偏置、差分转换、滤波放大、AD转换等操作。接着设计了信号调制驱动电路，实现调制信号数模转换、放大滤波产生方波和阶梯波；同时通过FPGA内的控制算法来控制DAC芯片实现DAC参考电压的调整。最后将上述电路设计应用于系统进行实验，验证方案的可行性。
1 全光纤电流互感器基本原理
全光纤电流互感器的系统结构如图1.1。其主要由SLED光源、光纤耦合器、光纤偏振器、相位调制器、光纤延时环、传感光纤环、探测器以及电信号处理与控制单元组成[2]。其中光纤偏振器的输出端与相位调制器输入端轴向成45°熔接。
由上表中的数据可见，基于该设计的互感器系统比差、相差变化幅度较小，满足0.2级的精度要求[10]。
6 总结
本文对全光纤电流互感器电信号处理单元进行研究，针对信号采集和反馈调制两部分，分别设计了对应的硬件电路，确定了完整的信号处理方案。最后对该设计进行了测试，实验结果表明，该方案稳定性好，有效避免了噪声对系统精度的影响，提高了系统的线性度和灵敏度。
参考文献
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论文作者:文涛,崔新友,袁成,方兵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：光纤论文; 电信号论文; 电流互感器论文; 互感器论文; 信号论文; 系统论文; 精度论文; 《电力设备》2017年第26期论文;