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1、(10)申请公布号 CN 102305884 A (43)申请公布日 2012.01.04 CN 102305884 A *CN102305884A* (21)申请号 201110127258.4 (22)申请日 2009.09.04 200910092183.3 2009.09.04 G01R 15/24(2006.01) (71)申请人 北京齐瑞得电力技术有限公司 地址 100052 北京市宣外大街椿树园 18 号 楼 - 甲 6 号 (72)发明人 不公告发明人 (54) 发明名称 一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电 流互感器 (57) 摘要 本发明公开了一种具有温度补偿的光纤电流 。
2、互感器， 该光纤电流互感器的宽谱光源 (4) 与分 光器 (6) 之间连接有消偏器 (5)， 分光器 (6) 与计 算补偿单元(1)之间连接有温度获取单元(7)， 分 光器 (6) 与数据处理单元 (2) 之间连接有电流获 取单元(8)， 数据处理单元(2)连接在计算补偿单 元 (1) 上， 计算补偿单元 (1) 与电流获取单元 (8) 之间连接有调制信号发生单元 (3)。本发明的光 纤电流互感器利用计算补偿单元中的温度 - 电流 曲线关系， 在计算补偿单元中对温度和电流进行 同步处理， 提高了本发明光纤电流互感器实时检 测及电流输出的准确性。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 CN 102305891 A1/2 页 2 1. 一种光纤电流互感器， 其特征在于 ： 该光纤电流互感器包括有宽谱光源 (4)、 消偏器 (5)、 分光器(6)、 温度获取单元(7)、 电流获取单元(8)、 调制信号发生单元(3)、 数据处理单 元(2)和计算补偿单元(1) ； 宽谱光源(4)与分光器(6)之间连接有消偏器(5)， 分光器(6) 与计算补偿单元(1)之间连接有温度获取单元(7)， 分光器(6)与数据处理单元(2)之间连 接有电流获取单元 (8)， 数据处理单元 (2) 。
4、连接在计算补偿单元 (1) 上， 计算补偿单元 (1) 与电流获取单元 (8) 之间连接有调制信号发生单元 (3)， 其中 ： 所述的温度获取单元 (7) 包括结构相同的第一温度获取单元 (7A)、 第二温度获取单元 (7B)和第三温度获取单元(7C) ； 所述的电流获取单元(8)包括结构相同的第一电流获取单 元 (8A)、 第二电流获取单元 (8B) 和第三电流获取单元 (8C) ； 所述的调制信号发生单元 (3) 包括结构相同的第一调制信号发生单元 (3A)、 第二调制信号发生单元 (3B) 和第三调制信 号发生单元 (3C) ； 所述的温度获取单元 (7) 输出第一温度 T1、 第二温度。
5、 T2给计算补偿单元 (1) ； 所述的电流获取单元 (8) 输出数字电流信息 DIin给数据处理单元 (2)， 数据处理单元 (2) 对数字电流信息 DIin进行电流提取得到检测电流 Iin后输出给计算补偿单元 (1) ； 所述的计算补偿单元 (1) 用于实现对光纤电流传感器的温度补偿。 2. 根据权利要求 1 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 计算补偿单元 (1) 中设有温 度补偿模块， 该温度补偿模块由模数转换单元 (102)、 环境温度拾取单元 (103) 和补偿电流 输出单元 (101) 组成 ； 补偿电流输出单元 (101) 中存储有温度 - 电流曲线关系数据 ； 计算补偿单。
6、元 (1) 第一方面对接收到的第一温度 T1和第二温度 T2分别在模数转换 单元 (102) 进行处理获得第一放大温度 DT1和第二放大温度 DT2输出给环境温度拾取单元 (103) ； 计算补偿单元 (1) 第二方面应用环境温度拾取单元 (103) 对接收到的第一放大温度 DT1和第二放大温度 DT2进行求取工作环境温度 T 计算，工作环境温 度 T 的范围为 -45 +60 ； 计算补偿单元 (1) 第三方面应用补偿电流输出单元 (101) 对接收到的工作环境温度 T 根据温度 - 电流曲线进行电流温度补偿因子 cf 求取， 得到测量电流 Iout cfIin； 计算补偿单元 (1) 第四。
7、方面输出电压调整信号给调制信号发生单元 (3) ； 调制信号发 生单元 (3) 根据电压调整信号产生调制电压信号 V 作用到电流获取单元 (8) 中的相位调制 器 (83) 上。 3. 根据权利要求 1 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 温度获取单元 (7) 由第一环 路器(71)、 分束器(72)、 光纤温度传感器、 第一传输光纤(75)、 第一光电转换器(711)、 第二 光电转换器 (721)、 第一滤波放大器 (712) 和第二滤波放大器 (722) 组成 ； 其中各部件的连 接关系为 ： 第一环路器(71)与分束器(72)连接， 第一环路器(71)与第一光电转换器(711) 连。
8、接， 第一光电转换器 (711) 与第一滤波放大器 (712) 连接， 第一滤波放大器 (712) 输出第 一温度 T1给计算补偿单元 (1) ； 分束器 (72) 与光纤温度传感器之间连接有第一传输光纤 (75) ； 分束器 (72) 与第二光电转换器 (721) 连接， 第二光电转换器 (721) 与第二滤波放大 器 (722) 连接， 第二滤波放大器 (722) 输出第二温度 T2给计算补偿单元 (1)。 4. 根据权利要求 3 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 所述的光纤温度传感器由第 权 利 要 求 书 CN 102305884 A CN 102305891 A2/2 页 3 。
9、一波片 (73) 和第一反射镜 (74) 构成， 第一波片 (73) 的另一端与第一反射镜 (74) 连接， 第 一波片 (73) 的一端与第一传输光纤 (75) 的另一端连接， 第一传输光纤 (75) 的一端连接在 分束器 (72) 上。 5. 根据权利要求 1 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 电流获取单元 (8) 由光纤电 流传感器、 第二环路器 (81)、 起偏器 (82)、 相位调制器 (83)、 第二传输光纤 (86)、 第三光电 转换器 (811)、 滤波放大器 (812) 和 A/D 转换器 (813) 组成 ； 其中各部件的连接关系为 ： 第 二环路器(81)与起偏器(。
10、82)连接， 起偏器(82)与相位调制器(83)连接， 相位调制器(83) 与光纤电流传感器之间连接有第二传输光纤 (86) ； 相位调制器 (83) 的 C 端接收调制信号 发生单元 (3) 输出的调制电压信号 V ； 第二环路器 (81) 与第三光电转换器 (811) 连接， 第 三光电转换器 (811) 与滤波放大器 (812) 连接， 滤波放大器 (812) 与 A/D 转换器 (813) 连 接， A/D 转换器 (813) 输出给数据处理单元 (2)。 6. 根据权利要求 5 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 所述的光纤电流传感器由第 二 /4 波片 (84)、 第二反射镜 。
11、(85) 和传感光纤 (87) 构成， 第二 /4 波片 (84) 的另一端 与第二反射镜(85)之间连接有传感光纤(87)， 第二/4波片(84)的一端与第二传输光纤 (86) 的另一端连接， 第二传输光纤 (86) 的一端与相位调制器 (83) 连接。 7.根据权利要求1所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 所述的调制信号发生单元(3) 由数字频率合成器、 D/A 转换器、 乘法器和带通滤波器组成。 8.根据权利要求1所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 所述的计算补偿单元选取DSP 处理器芯片。 9. 根据权利要求 1 所述的光纤电流互感器， 其特征在于 ： 所述的数据处理单元选取 。
12、FPGA 处理器芯片。 权 利 要 求 书 CN 102305884 A CN 102305891 A1/7 页 4 一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器 0001 本发明申请是申请日为 2009 年 9 月 4 日、 申请号为 200910092183.3、 发明名称为 “一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器” 的发明申请的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及一种光纤电流互感器， 更特别地说， 是指一种具有双温度源补偿模式 的光纤电流互感器。 背景技术 0003 光纤电流互感器是基于Ampere定律和Faraday磁光效应原理的， 该光纤电流互感 器通过测量在传感光。
13、纤内传输的模式正交的两束偏振光间由于敏感导线内电流量而产生 的相位差来间接地测量出电流值。 0004 在传感光纤中， 由于 Faraday 磁光效应作用， 两束圆偏振光传输速度不同， 从而产 生 Faraday 相差。当两束圆偏振光传输到传感光纤末端时， 产生镜面反射， 两束光在模式互 换 ( 左旋变右旋， 右旋变左旋 ) 后沿原光路返回， Faraday 效应加倍增强， 并且在 /4 光纤 波片处再次转换成两束模式正交的线偏振光， 在起偏器处发生干涉。 0005 应用在电网中的光纤电流互感器， 由于环境温度对输出电流的非线性影响， 其影 响的因素有 ： 0006 1. 磁光效应系数随温度变化。
14、而改变 ； 0007 2./4 光纤波片的延迟性随温度变化而改变 ； 0008 3. 传感光纤随温度变化会产生内应力 ； 0009 4. 相位调制器的 V 随温度变化而改变 ； 0010 5. 模拟电路器件温度特性的非线性。 0011 因此采用常规光纤电流互感器测量获得的输出电流的精度不高， 影响了电网中电 流的准确计量。 发明内容 0012 本发明的目的是提供一种能够使电流测量精确达到 0.1的、 且具有光纤温度采 集和温度补偿的光纤电流互感器。 0013 本发明是一种光纤电流互感器， 其包括有宽谱光源、 消偏器、 分光器、 温度获取单 元、 电流获取单元、 调制信号发生单元、 数据处理单元。
15、和计算补偿单元 ； 宽谱光源与分光器 之间连接有消偏器， 分光器与计算补偿单元之间连接有温度获取单元， 分光器与数据处理 单元之间连接有电流获取单元， 数据处理单元连接在计算补偿单元上， 计算补偿单元与电 流获取单元之间连接有调制信号发生单元 ； 所述的温度获取单元输出第一温度 T1、 第二 温度 T2给计算补偿单元 ； 所述的电流获取单元输出数字电流信息 DIin给数据处理单元， 数据处理单元对数字电流信息 DIin进行电流提取得到检测电流 Iin后输出给计算补偿单 元 ； 所述的计算补偿单元用于实现对光纤电流传感器的温度补偿。计算补偿单元中设有 说 明 书 CN 102305884 A C。
16、N 102305891 A2/7 页 5 温度补偿模块， 该温度补偿模块由模数转换单元、 环境温度拾取单元和补偿电流输出单元 组成 ； 补偿电流输出单元中存储有温度 - 电流曲线关系数据 ； 计算补偿单元第一方面对接 收到的第一温度 T1和第二温度 T2分别在模数转换单元进行处理获得第一数字温度 DT1和 第二数字温度 DT2输出给环境温度拾取单元 ； 计算补偿单元第二方面应用环境温度拾取 单元对接收到的第一放大温度 DT1和第二放大温度 DT2进行求取工作环境温度 T 计算， 工作环境温度 T 的范围为 -45 +60； 计算补偿单元第三方面应 用补偿电流输出单元对接收到的工作环境温度T根据。
17、温度-电流曲线进行电流温度补偿 因子 cf 求取， 得到测量电流 Iout cfIin； 计算补偿单元第四方面输出电压调整信号给调 制信号发生单元 ； 调制信号发生单元根据电压调整信号产生调制电压信号 V 作用到电流获 取单元中的相位调制器上。 0014 所述的一种光纤电流互感器， 温度获取单元和电流获取单元能够分别设置三相 ； 即结构相同的第一温度获取单元、 第二温度获取单元和第三温度获取单元 ； 即结构相同的 第一电流获取单元、 第二电流获取单元和第三电流获取单元 ； 即结构相同的第一调制信号 发生单元、 第二调制信号发生单元和第三调制信号发生单元。 0015 本发明具有光纤温度采集和温度。
18、补偿的光纤电流互感器具有的优点在于 ： 0016 (1) 采用计算补偿单元和数据处理单元的双模式， 并对温度和电流进行不同处理 器的划分 ； 在计算补偿单元中对温度和电流进行同步处理， 提高了本发明光纤电流互感器 实时检测及电流输出的准确性。 0017 (2) 采用模块化的划分多个部件， 使得各个模块实现的功能权责分明， 易于出现故 障时进行单模块的检测， 方便了维护。 0018 (3) 电流传感信号的传输和温度传感信号的传输均采用光纤， 很容易解决高压绝 缘问题， 完全适合高电压、 大电流的电网中使用。 0019 (4) 本发明光纤电流互感器采用两个处理器对多个部件进行软件化的模块划分， 更。
19、加利于单相光纤电流互感器的组成和三相光纤电流互感器的组成。 0020 本发明的采用双温度源对该光纤电流互感器进行的温度补偿能够实现的优点在 于 ： 0021 (A) 光纤温度传感器能够实时、 准确地测量出光纤电流传感器所在位置的温度， 并 且利用DSP内嵌A/D采样， 这样提高了本发明的光纤电流互感器整体的实时性和可靠性， 降 低了生产成本。 0022 (B) 双温度获取单元通过第一传输光纤实现温度信号传输， 从而实现低成本解决 了光纤电流传感器所在位置的温度测量问题， 以及高电压下的绝缘问题。 0023 (C) 电流获取单元通过第二传输光纤实现高电压大电流的变电站环境中导线中电 流的传输， 。
20、从而实现低成本解决了本发明设计的光纤电流互感器在高电压下的绝缘问题。 0024 (D) 发明人采用多个实验获得的数据进行拟合得到的温度 - 电流曲线， 在计算补 偿单元中应用温度 - 电流曲线进行实时电流补偿， 提高了光纤电流互感器输出电流的精 度。 0025 (E) 在三相的光纤电流互感器的补偿过程中， 对输入的三相温度和三相电流， 计算 补偿单元以简单的先入先出方式进行处理， 提高了系统对输出电流的响应时间。 说 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A3/7 页 6 0026 (F) 经温度 - 电流曲线取得温度补偿因子进行温度补偿后， 本发明的光纤电流互 感器。
21、的输出电流精度达到了 0.1。 附图说明 0027 图 1 是本发明的单相光纤电流互感器的结构框图。 0028 图 2 是本发明的三相光纤电流互感器的结构框图。 0029 图 3 是本发明光纤电流互感器中的温度获取单元的结构图。 0030 图 3A 是本发明光纤电流互感器中的温度获取单元的另一结构图。 0031 图 4 是本发明光纤电流互感器中的电流获取单元的结构图。 0032 图 4A 是本发明光纤电流互感器中的电流获取单元的另一结构图。 0033 图 5 是本发明光纤电流互感器中计算补偿单元对双温度 (T1， T2) 与检测电流 (Iin) 的处理流程图。 0034 图 5A 是本发明光纤。
22、电流互感器中计算补偿单元中保存的温度 - 电流曲线。 0035 图 6 是本发明调制信号发生单元的结构图。 具体实施方式 0036 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。 0037 参见图 1 所示， 本发明的一种具有光纤温度采集和温度补偿的光纤电流互感器， 其包括有宽谱光源4、 消偏器5、 分光器6、 温度获取单元7、 电流获取单元8、 调制信号发生单 元 3、 数据处理单元 2 和计算补偿单元 1。所述的计算补偿单元 1 由芯片硬件和编写在芯片 硬件上双温度源补偿模块构成， 该芯片硬件可以是 DSP 处理器芯片、 单片机或微处理器等， 双温度源补偿模块可以采用 C 语言编写而成。所述的。
23、数据处理单元为 FPGA 处理器等。 0038 宽谱光源 4 与分光器 6 的 N 端之间连接有消偏器 5 ； 0039 分光器 6 的 A 端与计算补偿单元 1 之间连接有温度获取单元 7 ； 0040 分光器 6 的 B 端与数据处理单元 2 之间连接有电流获取单元 8 ； 0041 数据处理单元 2 连接在计算补偿单元 1 上 ； 0042 计算补偿单元 1 与电流获取单元 8 之间连接有调制信号发生单元 3。 0043 所述的温度获取单元 7 输出第一温度 T1、 第二温度 T2给计算补偿单元 1 ； 0044 所述的电流获取单元8输出数字电流信息DIin给数据处理单元2， 数据处理单。
24、元2 对数字电流信息DIin进行电流提取得到检测电流Iin输出给计算补偿单元1 ； 该数字电流信 息DIin为正弦波， 在本发明中， 通过数据处理单元2记录下脉冲周期便可提取出当前检测到 的电流 ； 0045 所述的计算补偿单元 1 用于实现对光纤电流互感器的温度补偿。 0046 参见图 5、 图 5A 所示， 本发明为了精确解析出工作环境温度对光纤电流互感器输 出的测量电流 Iout造成的影响， 发明人通过在计算补偿单元 1 中采用 C 语言编写有双温度 源补偿模块。 该双温度源补偿模块由片上模数转换单元102、 环境温度拾取单元103和补偿 电流输出单元 101 组成。补偿电流输出单元 1。
25、01 中存储有温度 - 电流曲线关系数据。 0047 计算补偿单元 1 第一方面对接收到的第一温度 T1和第二温度 T2分别在模数转换 单元 102 进行处理获得第一数字温度 DT1和第二数字温度 DT2输出给温度拾取单元 103 ； 说 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A4/7 页 7 0048 计算补偿单元 1 第二方面应用环境温度拾取单元 103 对接收到的第一放大温度 DT1和第二放大温度 DT2进行求取工作环境温度 T 计算，工作环境温 度 T 的范围为 -45 +60。 0049 计算补偿单元 1 第三方面应用补偿电流输出单元 101 对接收到的工作。
26、环境温度 T 根据温度 - 电流曲线进行电流温度补偿因子 cf 求取， 然后用求取的电流温度补偿因子 cf 乘以检测电流 Iin， 即得到本发明光纤电流互感器实时输出的高精度的测量电流 Iout， Iout cfIin。 0050 在本发明中， 电流温度补偿因子 cf 的求取采用了如图 5A 所示的工作环境温度 T 与检测电流 Iin的温度 - 电流曲线关系获得， 这是经发明人采用多个实验获得的数据 ( 检测电流 ) 进行拟合得到的温度 - 电流曲线， 在计算补偿单元中应用温度 - 电流曲线进 行实时电流补偿， 提高了光纤电流互感器输出电流的精度。采集了 300 个温度点和标定电 流对应的点值。
27、(该对应的点值经过运算则得到电流温度补偿因子cf)， 并利用Mathcad2001 Professional软件拟合得到的温度-电流曲线关系数据。 将该温度-电流曲线关系数据保 存在计算补偿单元 1 中， 通过每一次本发明光纤电流互感器中的温度获取单元得到的工作 温度 T 都会通过运算得到相对应的电流温度补偿因子 cf。 0051 计算补偿单元 1 第四方面输出电压调整信号给调制信号发生单元 3。调制信号发 生单元3根据电压调整信号产生调制电压信号V作用到电流获取单元8中的相位调制器83 上。 0052 参见图 3 所示， 温度获取单元 7 由第一环路器 71、 分束器 72、 光纤温度传感器。
28、、 第 一传输光纤75、 第一光电转换器711、 第二光电转换器721、 第一滤波放大器712和第二滤波 放大器 722 组成 ； 该光纤温度传感器用于测量工作环境温度 T， 该工作环境温度 T 是指 光纤电流传感器所在工作环境中的温度， 即 -45 +60。 0053 温度获取单元 7 中各部件的连接关系为 ： 第一环路器 71 的 A 端与分路器 6 的 A 端 连接， 第一环路器 71 的 B 端与分束器 72 的 A 端连接， 第一环路器 71 的 C 端与第一光电转 换器 711 的输入端连接 ； 0054 第一光电转换器 711 的输出与第一滤波放大器 712 的输入端连接， 第一。
29、滤波放大 器 712 输出第一温度 T1给计算补偿单元 1 ； 0055 分束器 72 的 B 端通过第一传输光纤 75 与光纤温度传感器的连接端连接， 光纤温 度传感器的敏感端与被测物接触， 用于测量被测物的温度， 分束器 72 的 C 端与 B 光电转换 器 721 的输入端连接 ； 0056 第二光电转换器 721 的输出端与第二滤波放大器 722 的输入端连接， 第二滤波放 大器 722 输出第二温度 T2给计算补偿单元 1。 0057 参见图 3A 所示， 光纤温度传感器由第一波片 73 和第一反射镜 74 构成， 第一波片 73 的另一端与第一反射镜 74 连接， 第一波片 73 。
30、的一端与第一传输光纤 75 的另一端连接， 第一传输光纤 75 的一端连接在分束器 72 的 B 端上。图 3A 所示的温度获取单元 7 的结构， 除光纤温度传感器的结构与图 3 所示的温度获取单元 7 不同以外， 其余结构相同。 0058 参见图 4 所示， 电流获取单元 8 由第二环路器 81、 起偏器 82、 相位调制器 83、 第二 传输光纤 86、 光纤电流传感器、 第三光电转换器 811、 滤波放大器 812 和 A/D 转换器 813 组 说 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A5/7 页 8 成 ； 该光纤电流传感器用于测量如高电压大电流的变电站环。
31、境中导线中通过的电流 ( 在本 发明中， 也称为检测电流 )。 0059 电流获取单元 8 中各部件的连接关系为 ： 第二环路器 81 的 A 端与分路器 6 的 B 端 连接， 第二环路器 81 的 B 端与相位调制器 83 的 A 端之间连接有起偏器 82， 第二环路器 81 的 C 端与第三光电转换器 811 的输入端连接 ； 0060 相位调制器 83 的 B 端通过第二传输光纤 86 与光纤电流传感器连接， 相位调制器 83 的 C 端接收调制信号发生单元 3 输出的调制电压信号 V ； 0061 第三光电转换器 811 的输出端与滤波放大器 812 的输入端连接， 滤波放大器 81。
32、2 的输出端与 A/D 转换器 813 的输入端连接， A/D 转换器 813 输出数字电流信息 DIin给数据 处理单元 2。 0062 参见图 4A 所示， 光纤电流传感器由第二 /4 波片 84、 第二反射镜 85 和传感光纤 87 构成， 第二 /4 波片 84 的另一端与第二反射镜 85 之间连接有传感光纤 87， 第二 /4 波片84的一端与第二传输光纤86的另一端连接， 第二传输光纤86的一端与相位调制器83 的 B 端连接。图 4A 所示的电流获取单元 8 的结构， 除光纤电流传感器的结构与图 4 所示的 电流获取单元 8 不同以外， 其余结构相同。 0063 在本发明中， 第。
33、一反射镜 74 是在光纤的端头垂直切割后， 镀上反射膜形成。第二 反射镜 85 是在光纤的端头垂直切割后， 镀上反射膜形成。第一反射镜 74 与第二反射镜 85 的结构相同。 0064 在本发明中， 第一传输光纤75的长度为20m200m， 该第一传输光纤75可以是保 偏光纤， 中心波长为 1310nm。第二传输光纤 86 的长度为 20m 200m， 该第二传输光纤 86 是保偏光纤， 中心波长为 1310nm。 0065 在本发明中， 第一环路器 71 的中心波长为 1310nm。第二环路器 81 的中心波长为 1310nm。第一环路器 71 与第二环路器 81 的结构相同。 0066 在。
34、本发明中， 第一波片 73 与第二 /4 波片 84 的结构相同。 0067 在本发明中， 第一光电转换器 711、 第二光电转换器 721 和第三光电转换器 811 的 结构相同。 0068 第一滤波放大器 812 采用高速、 高精度互阻抗放大器 OPA380 芯片。 0069 在本发明中， 第一滤波放大器 712 和第二滤波放大器 722 的结构相同。采用 AD 公 司生产的 AD8031 芯片。 0070 在本发明中， 相位调制器 83 为铌酸锂光相位调制器， 其带宽为 10GHz 40GHz， 输 入波段可以选择。 0071 发明人在本专利申请中还采用了三相温度获取单元、 三相电流获取。
35、单元和三相调 制信号发生单元的多相布局设计， 则有如图 2 所示的一种具有温度补偿的三相光纤电流互 感器。 该三相光纤电流互感器包括有宽谱光源4、 消偏器5、 分光器6、 第一温度获取单元7A、 第二温度获取单元7B、 第三温度获取单元7C、 第一电流获取单元8A、 第二电流获取单元8B、 第三电流获取单元 8C、 第一调制信号发生单元 3A、 第二调制信号发生单元 3B、 第三调制信 号发生单元 3C、 数据处理单元 2 和计算补偿单元 1。其中， 第一温度获取单元 7A、 第二温度 获取单元 7B 和第三温度获取单元 7C 的结构相同。第一电流获取单元 8A、 第二电流获取单 元 8B 和。
36、第三电流获取单元 8C 的结构相同。第一调制信号发生单元 3A、 第二调制信号发生 说 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A6/7 页 9 单元 3B 和第三调制信号发生单元 3C 的结构相同 0072 对比图 1 与图 2， 三相光纤电流互感器的连接关系与单相光纤电流互感器的连接 关系的不同之处在于 ： 0073 分光器 6 的 A 端与第一温度获取单元 7A 中的环路器的 A 端连接， 第一温度获取单 元 7A 输出 A 相的第一温度、 A 相的第二温度给计算补偿单元 1 ； 0074 分光器 6 的 C 端与第二温度获取单元 7B 中的环路器的 A 端连接，。
37、 第二温度获取单 元 7B 输出 B 相的第三温度 T3、 B 相的第四温度 T4给计算补偿单元 1 ； 0075 分光器 6 的 E 端与第三温度获取单元 7C 中的环路器的 A 端连接， 第三温度获取单 元 7C 输出 C 相的第五温度 T5、 C 相的第六温度 T6给计算补偿单元 1 ； 0076 分光器 6 的 B 端与第一电流获取单元 8A 中的环路器的 A 端光纤连接， 第一电流获 取单元 8A 输出 A 相数字电流信息 DIin-A给数据处理单元 2， A 相数字电流信息 DIin-A经数据 处理单元 2 的电流提取处理后获得 A 相检测电流 Iin-A输出给计算补偿单元 1 ；。
38、 0077 分光器 6 的 D 端与第二电流获取单元 8B 中的环路器的 A 端光纤连接， 第二电流获 取单元 8B 输出 B 相脉冲电流信息 DIin-B给数据处理单元 2， B 相数字电流信息 DIin-B经数据 处理单元 2 的电流提取处理后获得 B 相检测电流 Iin-B输出给计算补偿单元 1 ； 0078 分光器 6 的 F 端与第三电流获取单元 8C 中的环路器的 A 端光纤连接， 第三电流获 取单元 8C 输出 C 相数字电流信息 DIin-C给数据处理单元 2， C 相脉冲电流信息 DIin-C经数据 处理单元 2 的电流提取处理后获得 C 相检测电流 Iin-C输出给计算补偿。
39、单元 1 ； 0079 数据处理单元 2 将接收的 A 相检测电流 Iin-A、 B 相检测电流 Iin-B和 C 相检测电流 Iin-C按照先进先出顺序输出给计算补偿单元 1 ； 0080 若数据处理单元 2 输出的 A 相检测电流 Iin-A、 B 相检测电流 Iin-B和 C 相检测电流 Iin-C是顺次的， 则计算补偿单元 1 首先对接收到的第一温度 T1和第二温度 T2进行处理， 然 后是第三温度 T3和第四温度 T4， 最后是第五温度 T5和第六温度 T6。 0081 六路温度在计算补偿单元 1 中的片上模数转换是相同的， 而工作温度的求取 分别为 ： A 相工作温度为B 相工作温。
40、度为和 C 相工作温度为 0082 根据图 5A 所示的温度 - 电流曲线关系查找 A 相工作温度B 相工作 温度和 C 相工作温度下各自的电流温度补偿因子， 最后用分别 A 相检测电流 Iin-A、 B 相检测电流 Iin-B和 C 相检测电流 Iin-C乘以各自的电流温度补偿因子从 而得到三相光纤电流互感器输出的测量电流。 0083 计算补偿单元1最后根据数据处理单元2给出的先后顺序分别输出调整信号给第 一调制信号发生单元3A、 第二调制信号发生单元3B和第三调制信号发生单元3C， 而第一调 制信号发生单元 3A、 第二调制信号发生单元 3B 和第三调制信号发生单元 3C 则分别产生第 说。
41、 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A7/7 页 10 一调制电压信号VA、 第二调制电压信号VB和第三调制电压信号VC作用到第一电流获取单元 8A、 第二电流获取单元 8B 和第三电流获取单元 8C 上进行相位调制。 0084 在本发明中， 对于三相光纤电流互感器中的第一双温度获取单元 7A、 第二双温度 获取单元 7B 和第三双温度获取单元 7C， 以及第一电流获取单元 8A、 第二电流获取单元 8B 和 C 电流获取单元 8C 的结构及连接关系可以参见图 3、 图 3A、 图 4 和图 4A 所示的光纤电流 互感器中直接推导得到， 故不详细说明。 0085 。
42、在本发明中， 调制信号发生单元 3、 第一调制信号发生单元 3A、 第二调制信号发生 单元 3B 和第三调制信号发生单元 3C 由数字频率合成器、 D/A 转换器、 乘法器和带通滤波器 组成， 数字频率合成器所需的正弦信号由AD9850产生， 采用直接数字频率合成(DDS)技术， 全数字结构， 具有精确的频率分辨率、 快速的频率转换时间以及可灵活产生多种信号等特 点。D/A 转换器采用 TI 公司生产的 TLC5618 芯片， 为 12 位、 3 线串行总线的模数转换器， 本 设计采用SPI总线。 乘法器采用AD835， 是美国ADI公司推出的宽频带、 四象限、 高性能乘法 器。带通滤波器为有。
43、源滤波器， 采用 LINEAR 公司生产的 LT1568 芯片。A 调制信号发生单元 3A、 B 调制信号发生单元 3B 和 C 调制信号发生单元 3C 的结构与调制信号发生单元 3 相同。 0086 本发明设计的光纤电流互感器中数字控制和处理采用 DSP+FPGA 的结构， DSP 采用 TI公司的TMS320F2818。 F28x系列芯片具有低成本、 低功耗和高性能的处理能力， 适用于大 量数据处理的测控场合。FPGA 采用 XILINX 公司 Spantan3 系列的 XC3S400， 充分利用了其 内部资源。 0087 宽谱光源采用 INP 公司 IPSDD 1301 型号光源。 00。
44、88 以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用于限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所做的任何修改等同替换、 改进等， 均应包括在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102305884 A CN 102305891 A1/4 页 11 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102305884 A CN 102305891 A2/4 页 12 图 3A 图 4 图 4A 说 明 书 附 图 CN 102305884 A CN 102305891 A3/4 页 13 图 5 图 5A 说 明 书 附 图 CN 102305884 A CN 102305891 A4/4 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 102305884 A 。