本發(fā)明涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用特定調(diào)制的新型全光纖電流互感器和全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法。

背景技術(shù)：

電流互感器是電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)與電能計(jì)量的重要設(shè)備，用來測(cè)量傳輸中的電流大小，并將測(cè)量到的電流大小發(fā)送至測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置。全光纖電流互感器基于法拉第磁光效應(yīng)及安培環(huán)路定律，采用數(shù)字控制技術(shù)，具有安全、準(zhǔn)確、交直流兼容測(cè)量等特點(diǎn)，適應(yīng)智能電網(wǎng)的新需求。全光纖電流互感器的工作原理為：全光纖電流互感器的光源經(jīng)入射光路、敏感元件和返回光路后，生成攜帶相位差信息的光被光電探測(cè)器轉(zhuǎn)為電信號(hào)，再對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行采集和信號(hào)處理，由于敏感元件設(shè)置于導(dǎo)體磁場(chǎng)中發(fā)生法拉第磁光效應(yīng)，相位差與導(dǎo)體中的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，而磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流強(qiáng)度成正比，從而得到被測(cè)電流的大小并輸出。

現(xiàn)有的全光纖電流互感器在對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集后進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)其數(shù)據(jù)處理單元通常采用單一調(diào)制的方式：即有的全光纖電流互感器采用開環(huán)調(diào)制的方式進(jìn)行信號(hào)處理，應(yīng)用方波調(diào)制技術(shù)使相位差信息產(chǎn)生偏置，使數(shù)據(jù)處理單元工作在較敏感的區(qū)域，提高了互感器的響應(yīng)靈敏度，故其具有響應(yīng)速度快、延時(shí)小、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)；但是當(dāng)測(cè)量電流比較大時(shí)，由于解調(diào)結(jié)果是相位差信息的正弦函數(shù)，必然存在輸入輸出的非線性問題，并且隨著輸入電流增加，測(cè)量誤差變大，故單純的開環(huán)調(diào)制方式無法保證互感器的精度和穩(wěn)定性，導(dǎo)致無法用于電能計(jì)量、保護(hù)等。也有的全光纖電流互感器采用閉環(huán)調(diào)制的方式進(jìn)行信號(hào)處理，應(yīng)用階梯波反饋調(diào)制技術(shù)，在相向傳輸?shù)膬墒庵g引入一個(gè)與法拉第相移φ_F大小相等、方向相反的反饋補(bǔ)償相移，用來抵消法拉第效應(yīng)相移，具有精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)；但是單純的閉環(huán)調(diào)制方式降低了帶寬，無法滿足高帶寬、快速響應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域，如諧波測(cè)量、行波測(cè)量等領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的全光纖電流互感器采用單一調(diào)制的方式存在的問題，提供一種新型全光纖電流互感器，設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理單元，采用開環(huán)閉環(huán)相結(jié)合的調(diào)制及相應(yīng)解調(diào)方式進(jìn)行信號(hào)處理，使得電流值具有精度好、穩(wěn)定性好、相應(yīng)速度快、延時(shí)小、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)滿足電能計(jì)量、保護(hù)、諧波測(cè)量和行波測(cè)量等功能。本發(fā)明還涉及一種全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種新型全光纖電流互感器，包括數(shù)據(jù)處理單元、A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)據(jù)處理單元的輸入端連接A/D轉(zhuǎn)換器，一輸出端連接D/A轉(zhuǎn)換器，另一輸出端輸出電流值，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括周期劃分及處理模塊、開環(huán)解調(diào)模塊、開環(huán)運(yùn)算處理模塊、閉環(huán)解調(diào)模塊、閉環(huán)運(yùn)算處理模塊和幅值誤差修正處理模塊；所述周期劃分及處理模塊同時(shí)連接A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器，所述周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在周期劃分及處理模塊劃分的各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，所述若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期，所述開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)和所述閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)按照調(diào)制解調(diào)周期的劃分時(shí)序依次輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；所述開環(huán)解調(diào)模塊分別連接周期劃分及處理模塊和開環(huán)運(yùn)算處理模塊，所述開環(huán)解調(diào)模塊將開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至開環(huán)運(yùn)算處理模塊，所述閉環(huán)解調(diào)模塊分別連接周期劃分及處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊，所述閉環(huán)解調(diào)模塊將閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至閉環(huán)運(yùn)算處理模塊并將閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)發(fā)送至周期劃分及處理模塊，所述周期劃分及處理模塊還將接收的閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；所述開環(huán)運(yùn)算處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連，所述幅值誤差修正處理模塊將開環(huán)運(yùn)算處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值，所述閉環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。

所述周期劃分及處理模塊包括周期劃分模塊、偏置方波生成模塊、階梯波生成模塊和疊加處理模塊，所述周期劃分模塊同時(shí)連接A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、開環(huán)解調(diào)模塊和閉環(huán)解調(diào)模塊并且所述周期劃分模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，所述偏置方波生成模塊生成偏置方波作為開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，所述階梯波生成模塊與閉環(huán)解調(diào)模塊相連用于對(duì)接收的閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成階梯波，所述階梯波生成模塊生成的階梯波與偏置方波生成模塊生成的方波均輸入至疊加處理模塊進(jìn)行疊加處理后作為閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器。

所述開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的開環(huán)溫度修正處理模塊、開環(huán)比例修正處理模塊和非線性修正處理模塊，所述閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的閉環(huán)溫度修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊，所述開環(huán)溫度修正處理模塊與開環(huán)解調(diào)模塊相連，所述閉環(huán)溫度修正處理模塊與閉環(huán)解調(diào)模塊相連，所述非線性修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連。

周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，所述兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期；

或，所述周期劃分及處理模塊劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，所述閉環(huán)解調(diào)模塊包括與閉環(huán)子周期數(shù)量相同的閉環(huán)解調(diào)子模塊，所述閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括與閉環(huán)子周期數(shù)量相同的閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，閉環(huán)解調(diào)子模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊一一對(duì)應(yīng)相連，各閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)的閉環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至相應(yīng)的閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊并將各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)均發(fā)送至周期劃分及處理模塊，所述周期劃分及處理模塊將接收的各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為各閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；其中一個(gè)閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理，各閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊均輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；

或，所述周期劃分及處理模塊劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，所述開環(huán)解調(diào)模塊包括與開環(huán)子周期數(shù)量相同的開環(huán)解調(diào)子模塊，所述開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括與開環(huán)子周期數(shù)量相同的開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，開環(huán)解調(diào)子模塊和開環(huán)運(yùn)算處理子模塊一一對(duì)應(yīng)相連，各開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)的開環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至相應(yīng)的開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，各開環(huán)運(yùn)算處理子模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值。

所述周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，所述三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)閉環(huán)子周期；所述閉環(huán)解調(diào)模塊包括第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊，所述閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一閉環(huán)解調(diào)子模塊與第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第二閉環(huán)解調(diào)子模塊與第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)依次輸入第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，另一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)依次輸入第二閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到的兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)均發(fā)送至周期劃分及處理模塊，所述周期劃分及處理模塊將接收的兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為兩路閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；所述第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊或第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊與幅值誤差修正處理模塊相連，所述第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊均輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；

或，所述周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，所述三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括兩個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，所述開環(huán)解調(diào)模塊包括第一開環(huán)解調(diào)子模塊和第二開環(huán)解調(diào)子模塊，所述開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一開環(huán)解調(diào)子模塊與第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第二開環(huán)解調(diào)子模塊與第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理后輸出兩路用于高頻測(cè)量的電流值。

一種全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期；在進(jìn)行調(diào)制時(shí)是將開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)和閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)按照調(diào)制解調(diào)周期的劃分時(shí)序依次輸入至D/A轉(zhuǎn)換器分別進(jìn)行開環(huán)調(diào)制和閉環(huán)調(diào)制；在進(jìn)行解調(diào)時(shí)是將開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，以及將閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。

進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理具體為依次進(jìn)行開環(huán)溫度修正處理、開環(huán)比例修正處理和非線性修正處理，進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理具體為依次進(jìn)行閉環(huán)溫度修正處理和閉環(huán)比例修正處理；再將開環(huán)運(yùn)算處理中的非線性修正處理的數(shù)據(jù)和閉環(huán)運(yùn)算處理中的閉環(huán)比例修正處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值。

將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，劃分兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期；

或，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將各閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為各閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在各閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；

或，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將各開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，并在各開環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值后，分別與閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)經(jīng)傅里葉變換計(jì)算的基波幅值比對(duì)，依次計(jì)算兩者的幅值誤差進(jìn)而對(duì)各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值。

將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將兩個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為兩路閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在兩路閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出兩路用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；

或，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將兩個(gè)開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，并在兩路開環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值后，分別與閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)經(jīng)傅里葉變換計(jì)算的基波幅值比對(duì)，依次計(jì)算兩者的幅值誤差進(jìn)而對(duì)兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出兩路用于高頻測(cè)量的電流值。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

本發(fā)明提供的新型全光纖電流互感器，設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元包括周期劃分及處理模塊、開環(huán)解調(diào)模塊、開環(huán)運(yùn)算處理模塊、閉環(huán)解調(diào)模塊、閉環(huán)運(yùn)算處理模塊和幅值誤差修正處理模塊，通過周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期且其包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期，各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，采用開環(huán)閉環(huán)相結(jié)合的調(diào)制及相應(yīng)解調(diào)方式進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出的數(shù)據(jù)即為閉環(huán)子周期解調(diào)出來的電流值，具有精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)；對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，開環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出的數(shù)據(jù)具有響應(yīng)速度快、延時(shí)小、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理和對(duì)閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理后均輸入至幅值誤差修正處理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理，即利用閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的輸出精度進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)同時(shí)具有了精度好、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、延時(shí)小和帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，幅值誤差修正處理模塊的輸出即為開環(huán)子周期解調(diào)出來的電流值，可用于高頻測(cè)量的電流值。綜上，本發(fā)明新型全光纖電流互感器能夠避免現(xiàn)有的全光纖電流互感器采用單一調(diào)制的方式存在的種種問題，能夠同時(shí)滿足電能計(jì)量、保護(hù)、諧波測(cè)量和行波測(cè)量等功能。

本發(fā)明所述的新型全光纖電流互感器中數(shù)據(jù)處理單元的周期劃分及處理模塊可根據(jù)需要將調(diào)制解調(diào)周期進(jìn)行靈活劃分，如將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期即一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，這樣共輸出兩路電流值，一路用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，另一路用于電能測(cè)量、繼電保護(hù)等。也可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，可輸出一路電流值用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出多路電流值均可用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。還可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，可輸出多路電流值均可用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出一路電流值用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。

優(yōu)選設(shè)置開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的開環(huán)溫度修正處理模塊、開環(huán)比例修正處理模塊和非線性修正處理模塊，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的閉環(huán)溫度修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊，開環(huán)/閉環(huán)溫度修正處理模塊能夠?qū)﹂_環(huán)/閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)在高低溫下的變化誤差修正，開環(huán)/閉環(huán)比例修正處理模塊能夠?qū)﹂_環(huán)/閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)與一次電流之間的變比誤差修正，非線性修正處理模塊對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性誤差修正，保證互感器在保護(hù)電流下能夠滿足復(fù)合誤差的要求。

本發(fā)明涉及的全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期，每個(gè)子周期內(nèi)可采用開環(huán)或閉環(huán)的調(diào)制解調(diào)方式，各調(diào)制解調(diào)周期獨(dú)立工作；在進(jìn)行調(diào)制時(shí)是將開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)和閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)按照調(diào)制解調(diào)周期的劃分時(shí)序依次輸入至D/A轉(zhuǎn)換器分別進(jìn)行開環(huán)調(diào)制和閉環(huán)調(diào)制；在進(jìn)行解調(diào)時(shí)進(jìn)行開環(huán)解調(diào)和開環(huán)運(yùn)算處理，以及閉環(huán)解調(diào)和閉環(huán)運(yùn)算處理，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。本發(fā)明的全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法，綜合了開環(huán)調(diào)制解調(diào)和閉環(huán)調(diào)制解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，通過閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的輸出精度進(jìn)行校準(zhǔn)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)，采用該調(diào)制解調(diào)方法的光線電流互感器將能夠同時(shí)滿足電能計(jì)量、保護(hù)、諧波測(cè)量和行波測(cè)量等功能。

附圖說明

圖1為全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a為周期劃分及處理模塊的工作原理圖，圖2b為周期劃分及處理模塊的優(yōu)選工作原理圖。

圖3為本發(fā)明新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的第一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明周期劃分及處理模塊的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的第二種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的第三種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明周期劃分及處理模塊的另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的第四種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法的流程圖。

圖10為本發(fā)明全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法的優(yōu)選流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

全光纖電流互感器用于電力系統(tǒng)中的電流測(cè)量，其包括光學(xué)傳感部件、延時(shí)光纖和采集裝置，采集裝置包括電路板和光學(xué)器件，如圖1所示結(jié)構(gòu)，光學(xué)器件包括光源、耦合器、偏振器、相位調(diào)制器、光電探測(cè)器等器件，電路板包括前置放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理單元、D/A轉(zhuǎn)換器和后置放大驅(qū)動(dòng)電路等，電路板和光學(xué)器件中的各組成部分之間為常用連接關(guān)系，如數(shù)據(jù)處理單元的輸入端連接A/D轉(zhuǎn)換器，一輸出端連接D/A轉(zhuǎn)換器，另一輸出端輸出電流值。采集裝置與現(xiàn)場(chǎng)的一次側(cè)敏感單元連接后，基于法拉第磁光效應(yīng)由采集裝置進(jìn)行采樣，由電路板的數(shù)據(jù)處理單元輸出攜帶電流值的數(shù)字信號(hào)。

本發(fā)明的新型全光纖電流互感器具有特定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括周期劃分及處理模塊、開環(huán)解調(diào)模塊、開環(huán)運(yùn)算處理模塊、閉環(huán)解調(diào)模塊、閉環(huán)運(yùn)算處理模塊和幅值誤差修正處理模塊；周期劃分及處理模塊同時(shí)連接A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器，周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在周期劃分及處理模塊劃分的各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，所述若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期，周期劃分及處理模塊的工作原理如圖2a所示，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期τ劃分為n個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期τ₁、τ₂……τ_n，各調(diào)制解調(diào)子周期的時(shí)間可相同或者不同，在每個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，每個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期可以采用開環(huán)或者閉環(huán)的調(diào)制解調(diào)方式，只要保證至少具有一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期即可。圖2b為周期劃分及處理模塊的優(yōu)選工作原理圖，該實(shí)施例是將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期τ平均劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期τ₁和τ₂。如圖3所示，開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)和閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)按照調(diào)制解調(diào)周期的劃分時(shí)序依次輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；開環(huán)解調(diào)模塊分別連接周期劃分及處理模塊和開環(huán)運(yùn)算處理模塊，開環(huán)解調(diào)模塊將開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至開環(huán)運(yùn)算處理模塊，閉環(huán)解調(diào)模塊分別連接周期劃分及處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊，閉環(huán)解調(diào)模塊將閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至閉環(huán)運(yùn)算處理模塊并將閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)發(fā)送至周期劃分及處理模塊，即周期劃分及處理模塊和閉環(huán)解調(diào)模塊之間為雙向傳輸，周期劃分及處理模塊除了進(jìn)行調(diào)制解調(diào)周期劃分外，還將接收的閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；開環(huán)運(yùn)算處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連，幅值誤差修正處理模塊將開環(huán)運(yùn)算處理模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。對(duì)閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出的數(shù)據(jù)即為閉環(huán)子周期解調(diào)出來的電流值，具有精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)；對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，開環(huán)運(yùn)算處理模塊輸出的數(shù)據(jù)具有響應(yīng)速度快、延時(shí)小、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，利用閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的輸出精度進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)同時(shí)具有了精度好、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、延時(shí)小和帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，幅值誤差修正處理模塊的輸出即為開環(huán)子周期解調(diào)出來的電流值，可用于高頻測(cè)量的電流值。本發(fā)明新型全光纖電流互感器能夠同時(shí)滿足電能計(jì)量、保護(hù)、諧波測(cè)量和行波測(cè)量等功能。

優(yōu)選地，周期劃分及處理模塊的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括周期劃分模塊、偏置方波生成模塊、階梯波生成模塊和疊加處理模塊，周期劃分模塊分別連接A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、開環(huán)解調(diào)模塊和閉環(huán)解調(diào)模塊，所述周期劃分模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在周期劃分模塊劃分的調(diào)制解調(diào)周期的時(shí)序下，偏置方波生成模塊生成偏置方波作為開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，階梯波生成模塊與閉環(huán)解調(diào)模塊相連用于對(duì)接收的閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成階梯波，階梯波生成模塊生成的階梯波與偏置方波生成模塊生成的方波均輸入至疊加處理模塊進(jìn)行疊加處理后作為閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器。

圖5為本發(fā)明新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的第二種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例中的開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的開環(huán)溫度修正處理模塊、開環(huán)比例修正處理模塊和非線性修正處理模塊，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的閉環(huán)溫度修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊，開環(huán)溫度修正處理模塊與開環(huán)解調(diào)模塊相連，閉環(huán)溫度修正處理模塊與閉環(huán)解調(diào)模塊相連，非線性修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連。該實(shí)施例的工作原理是開環(huán)解調(diào)模塊進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后，在開環(huán)運(yùn)算處理模塊依次經(jīng)過溫度修正、比例修正、非線性修正后進(jìn)入幅值誤差修正處理模塊做傅立葉變換計(jì)算基波電流幅值；閉環(huán)解調(diào)模塊進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后，在閉環(huán)運(yùn)算處理模塊依次經(jīng)過溫度修正、比例修正后輸出數(shù)據(jù)用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)，同時(shí)通過幅值誤差修正處理模塊做傅立葉變換計(jì)算基波電流幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值。為了保證幅值誤差修正的可靠性，僅當(dāng)傅立葉變換計(jì)算出的閉環(huán)基波電流幅值小于1.2倍的額定電流時(shí)，計(jì)算兩種數(shù)據(jù)的幅值誤差，并用于對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正。開環(huán)/閉環(huán)溫度修正處理模塊分別能夠?qū)﹂_環(huán)/閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)在高低溫下的變化誤差修正，可以將本發(fā)明新型全光纖電流互感器置于高低溫箱內(nèi)，可通過高低溫試驗(yàn)建立其溫度模型，然后通過軟件進(jìn)行溫度修正；開環(huán)/閉環(huán)比例修正處理模塊分別能夠?qū)﹂_環(huán)/閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)與一次電流之間的變比誤差修正；當(dāng)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)在輸入電流增大時(shí)，其輸出非線性誤差增大，故通過非線性修正處理模塊對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性誤差修正，保證互感器在保護(hù)電流下能夠滿足復(fù)合誤差的要求。閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)具有較好的線性，不需進(jìn)行非線性修正。

本發(fā)明所述的新型全光纖電流互感器中數(shù)據(jù)處理單元的周期劃分及處理模塊可根據(jù)需要將調(diào)制解調(diào)周期進(jìn)行靈活劃分，如圖2b所示將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期即一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，這樣的新型全光纖電流互感器如圖3、圖4和圖5所示結(jié)構(gòu)，共輸出兩路電流值，一路用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，另一路用于電能測(cè)量、繼電保護(hù)等。

也可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，也就是說，周期劃分及處理模塊劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，閉環(huán)解調(diào)模塊包括與閉環(huán)子周期數(shù)量相同的閉環(huán)解調(diào)子模塊，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括與閉環(huán)子周期數(shù)量相同的閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，閉環(huán)解調(diào)子模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊一一對(duì)應(yīng)相連，各閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)的閉環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至相應(yīng)的閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊并將各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)均發(fā)送至周期劃分及處理模塊，再由周期劃分及處理模塊將接收的各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為各閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；其中一個(gè)閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理，各閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊均輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值，這樣可輸出一路電流值用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出多路電流值均可用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。優(yōu)選地，開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的開環(huán)溫度修正處理模塊、開環(huán)比例修正處理模塊和非線性修正處理模塊，各所述閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊均包括依次連接的閉環(huán)溫度修正處理子模塊和閉環(huán)比例修正處理子模塊，開環(huán)溫度修正處理模塊與開環(huán)解調(diào)模塊相連，各閉環(huán)溫度修正處理模塊與相應(yīng)的閉環(huán)解調(diào)子模塊相連，非線性修正處理模塊和一個(gè)閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊中的閉環(huán)比例修正處理子模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連。如圖6所示實(shí)施例，周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，該三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)閉環(huán)子周期；閉環(huán)解調(diào)模塊包括第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一閉環(huán)解調(diào)子模塊與第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第二閉環(huán)解調(diào)子模塊與第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)依次輸入第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，另一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)依次輸入第二閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到的兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)還均發(fā)送至周期劃分及處理模塊，再由周期劃分及處理模塊將接收的兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為兩路閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理(也可以將第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理)，第一閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二閉環(huán)運(yùn)算處理子模塊均輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；圖6所示實(shí)施例輸出一路電流值用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出兩路電流值均可用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。針對(duì)圖6所示的新型全光纖電流互感器的數(shù)據(jù)處理單元的結(jié)構(gòu)，其中的周期劃分及處理模塊的優(yōu)選結(jié)構(gòu)可如圖7所示，周期劃分模塊周期劃分模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)閉環(huán)子周期并分別與開環(huán)解調(diào)模塊、第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊相連，第一閉環(huán)解調(diào)子模塊和第二閉環(huán)解調(diào)子模塊在進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)后分別得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)，兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)均輸入至階梯波生成模塊，階梯波生成模塊對(duì)接收的兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行累加處理生成兩路階梯波，階梯波生成模塊生成的各路階梯波與偏置方波生成模塊生成的方波均輸入至疊加處理模塊分別進(jìn)行疊加處理后作為閉環(huán)子周期內(nèi)的兩路閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器。

還可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，也就是說，周期劃分及處理模塊劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，開環(huán)解調(diào)模塊包括與開環(huán)子周期數(shù)量相同的開環(huán)解調(diào)子模塊，開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括與開環(huán)子周期數(shù)量相同的開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，開環(huán)解調(diào)子模塊和開環(huán)運(yùn)算處理子模塊一一對(duì)應(yīng)相連，各開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)的開環(huán)解調(diào)子模塊進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后輸入至相應(yīng)的開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，各開環(huán)運(yùn)算處理子模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值，具體是幅值誤差修正處理模塊將各開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再分別計(jì)算開閉環(huán)兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值，這樣可輸出多路電流值均可用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出一路電流值用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。優(yōu)選地，各所述開環(huán)運(yùn)算處理子模塊均包括依次連接的開環(huán)溫度修正處理子模塊、開環(huán)比例修正處理子模塊和非線性修正處理子模塊，閉環(huán)運(yùn)算處理模塊包括依次連接的閉環(huán)溫度修正處理模塊和閉環(huán)比例修正處理模塊，各開環(huán)溫度修正處理模塊與相應(yīng)的開環(huán)解調(diào)子模塊相連，閉環(huán)溫度修正處理模塊與閉環(huán)解調(diào)模塊相連，各非線性修正處理模塊和所述閉環(huán)比例修正處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連。如圖8所示實(shí)施例，周期劃分及處理模塊將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，該三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括兩個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，開環(huán)解調(diào)模塊包括第一開環(huán)解調(diào)子模塊和第二開環(huán)解調(diào)子模塊，開環(huán)運(yùn)算處理模塊包括第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊，第一開環(huán)解調(diào)子模塊與第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第二開環(huán)解調(diào)子模塊與第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊相連，第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊、第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊均與幅值誤差修正處理模塊相連以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差修正處理后，具體是幅值誤差修正處理模塊將第一開環(huán)運(yùn)算處理子模塊、第二開環(huán)運(yùn)算處理子模塊和閉環(huán)運(yùn)算處理模塊的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再分別計(jì)算第一路開環(huán)和閉環(huán)之間的幅值誤差以及第二路開環(huán)和閉環(huán)之間的幅值誤差并分別對(duì)兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出兩路用于高頻測(cè)量的電流值；圖8所示實(shí)施例輸出兩路電流值均可用于高頻測(cè)量如諧波測(cè)量和行波測(cè)量，輸出一路電流值用于電能計(jì)量、繼電保護(hù)。

本發(fā)明還涉及一種全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法，該方法流程圖如9所示，先進(jìn)行周期劃分，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，在各調(diào)制解調(diào)子周期內(nèi)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制解調(diào)，劃分的若干個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括至少一個(gè)開環(huán)子周期和至少一個(gè)閉環(huán)子周期，比如將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期τ劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期τ₁和τ₂，τ₁為開環(huán)子周期，τ₂為閉環(huán)子周期；在進(jìn)行調(diào)制時(shí)是將開環(huán)子周期內(nèi)的開環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)和閉環(huán)子周期內(nèi)的閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)按照調(diào)制解調(diào)周期的劃分時(shí)序依次輸入至D/A轉(zhuǎn)換器分別進(jìn)行開環(huán)調(diào)制和閉環(huán)調(diào)制；在進(jìn)行解調(diào)時(shí)是將開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，以及將閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行方波和反饋階梯波疊加處理后作為閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器；然后對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理，具體是將開環(huán)運(yùn)算處理和閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。

圖10本發(fā)明全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法的優(yōu)選流程圖，其優(yōu)選的環(huán)運(yùn)算處理具體為依次進(jìn)行開環(huán)溫度修正處理、開環(huán)比例修正處理和非線性修正處理，進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理具體為依次進(jìn)行閉環(huán)溫度修正處理和閉環(huán)比例修正處理；再將開環(huán)運(yùn)算處理中的非線性修正處理的數(shù)據(jù)和閉環(huán)運(yùn)算處理中的閉環(huán)比例修正處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值。

本發(fā)明全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法可將調(diào)制解調(diào)周期靈活劃分，例如將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期，劃分兩個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期包括一個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期；或，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，此時(shí)，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)是將各閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將各閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為各閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在各閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值；或，將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)以上開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將各開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，并在各開環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值后，分別與閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)經(jīng)傅里葉變換計(jì)算的基波幅值比對(duì)，依次計(jì)算兩者的幅值誤差進(jìn)而對(duì)各開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值。當(dāng)然，也可以將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)以上開環(huán)子周期和兩個(gè)以上閉環(huán)子周期，其流程不再一一舉例敘述。

以下說明本發(fā)明全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為三個(gè)調(diào)制解調(diào)子周期的兩個(gè)實(shí)施例，與圖6和圖8所述裝置實(shí)施例的原理相同。本發(fā)明的全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為一個(gè)開環(huán)子周期和兩個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將兩個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行閉環(huán)解調(diào)處理得到兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算處理并將兩路閉環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方波和階梯波疊加處理后作為兩路閉環(huán)調(diào)制數(shù)據(jù)輸入至D/A轉(zhuǎn)換器，然后將開環(huán)運(yùn)算處理和一個(gè)閉環(huán)子周期內(nèi)閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值，再計(jì)算兩者的幅值誤差并對(duì)開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出用于高頻測(cè)量的電流值；在兩路閉環(huán)運(yùn)算處理后還輸出兩路用于電能計(jì)量或繼電保護(hù)的電流值。本發(fā)明的全光纖電流互感器的調(diào)制解調(diào)方法還可將一個(gè)調(diào)制解調(diào)周期劃分為兩個(gè)開環(huán)子周期和一個(gè)閉環(huán)子周期，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)將兩個(gè)開環(huán)子周期內(nèi)接收的A/D轉(zhuǎn)換器采集的信號(hào)分別進(jìn)行開環(huán)解調(diào)處理得到兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)后再分別進(jìn)行開環(huán)運(yùn)算處理，并在兩路開環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行傅里葉變換計(jì)算基波幅值后，分別與閉環(huán)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)經(jīng)傅里葉變換計(jì)算的基波幅值比對(duì)，依次計(jì)算兩者的幅值誤差進(jìn)而對(duì)兩路開環(huán)解調(diào)數(shù)據(jù)的幅值誤差進(jìn)行修正處理后輸出兩路用于高頻測(cè)量的電流值。

應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。