本申請涉及電流互感器，尤其涉及一種電流互感器及電流測量方法、相關設備和程序產品。

背景技術：

1、全光纖電流互感器體積小、重量輕，絕緣結構簡單，且無磁飽和和鐵磁諧振以及二次開路等問題，頻率特性和暫態特性好，動態范圍大，響應速度快，可同時測交直流電流，且一次端是無源的，抗電磁干擾能力強，較好地適應了電力系統的需求，近年來在特高壓特別是直流輸電系統中得到了越來越多的應用。

2、現有的開環全光纖電流互感器多使用三角函數結算的方法進行法拉第磁光相位與被測電流的轉換。雖可以通過特殊的算法對三角函數非線性結果進行線性修正，但是存在一定的測量范圍限值，同時這種修正考慮到fpga數據處理位數的限值，在精度上也存在一定的局限。

技術實現思路

1、本申請的一個目的是提供一種電流互感器及電流測量方法、相關設備和程序產品，至少用以提高了電流測量的精度。

2、為實現上述目的，本申請的一些實施例提供了以下幾個方面：

3、第一方面，本申請的一些實施例還提供了一種電流互感器，所述電流互感器包括：控制模塊、補償環和光纖傳感環，

4、所述光纖傳感環包括傳感光纖，待測導體穿過所述光纖傳感環；

5、所述補償環由纏繞在環內的傳感光纖和纏繞在環外的補償線圈組成，所述補償環與所述光纖傳感環連接；

6、所述控制模塊包括互相連接的電子單元和電流放大器，所述電子單元分別與所述補償環和所述光纖傳感環連接，所述電流放大器通過所述補償線圈與所述補償環連接，所述電子單元通過所述電流放大器控制所述補償線圈中通過電流的大小，以在所述補償環上產生的法拉第相移與所述光纖傳感環的法拉第相移時刻相等，并根據所述電流放大器的電流換算出待測導體中的電流。

7、進一步地，所述補償環的傳感光纖與所述光纖傳感環的傳感光纖是同種光纖。

8、進一步地，所述電子單元包括光探測器，用于監測所述光纖傳感環和所述補償環內的法拉第相移，并根據監測到的法拉第相移的差異生成電流控制信號，并發送給所述電流放大器，由所述電流放大器根據電流控制信號生成放大電流提供給所述補償環。

9、第二方面，本申請的一些實施例還提供了一種電流測量方法，應用于如本申請實施例中任一所述的電流互感器，所述方法包括：

10、監測光纖傳感環和補償環內的法拉第相移；

11、根據監測到的法拉第相移的差異生成電流控制信號，并發送給電流放大器，由電流放大器根據電流控制信號生成放大電流提供給補償環；

12、在監測到光纖傳感環和補償環內的法拉第相移為零時，根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流。

13、進一步地，所述根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流，包括：

14、依照如下公式，根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流，

15、

16、其中，m是補償環的傳感光纖匝數，n是補償線圈的匝數，i是電流放大器的電流，i是待測導體的電流。

17、第三方面，本申請的一些實施例還提供了一種電流測量裝置，應用于如本申請實施例中任一所述的電流互感器，所述裝置包括：

18、監測模塊，用于監測光纖傳感環和補償環內的法拉第相移；

19、信號生成模塊，用于根據監測到的法拉第相移的差異生成電流控制信號，并發送給電流放大器，由電流放大器根據電流控制信號生成放大電流提供給補償環；

20、電流換算模塊，用于在監測到光纖傳感環和補償環內的法拉第相移為零時，根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流。

21、進一步地，所述電流換算模塊用于：

22、依照如下公式，根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流，

23、

24、其中，m是補償環的傳感光纖匝數，n是補償線圈的匝數，i是電流放大器的電流，i是待測導體的電流。

25、第四方面，本申請的一些實施例還提供了一種電子設備，所述電子設備包括：

26、一個或多個處理器；以及

27、存儲有計算機程序指令的存儲器，所述計算機程序指令在被執行時使所述處理器執行如本申請實施例中任意一項所述方法的步驟。

28、第五方面，本申請的一些實施例還提供了一種計算機可讀介質，其上存儲有計算機程序/指令，所述計算機程序/指令被處理器執行時實現本申請實施例中任意一項所述方法的步驟。

29、第六方面，本申請的一些實施例還提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執行時實現本申請實施例中任意一項所述方法的步驟。

30、與相關技術相比，本申請實施例提供的方案中，通過在補償環上產生與光纖傳感環相同的法拉第相移，將系統檢測到的法拉第相移抵消為零，從而減小甚至消除傳統電流互感器中存在比差和角差。然后通過補償環上的電流大小按照一定的比例關系換算出光纖傳感環中被測導體的實際電流，從而實現高精度、高線性度的電流測量。

31、通過補償環和光纖傳感環使用同種光纖，因為同種光纖具有同樣的磁光效應原理，處于相同環境中受溫度影響、非線性分量均一致，所以可以實現相互抵消，從而進一步提高測量精度。

技術特征：

1.一種電流互感器，其特征在于，所述電流互感器包括：控制模塊、補償環和光纖傳感環，

2.根據權利要求1所述的電流互感器，其特征在于，所述補償環的傳感光纖與所述光纖傳感環的傳感光纖是同種光纖。

3.根據權利要求1所述的電流互感器，其特征在于，所述電子單元包括光探測器，用于監測所述光纖傳感環和所述補償環內的法拉第相移，并根據監測到的法拉第相移的差異生成電流控制信號，并發送給所述電流放大器，由所述電流放大器根據電流控制信號生成放大電流提供給所述補償環。

4.一種電流測量方法，應用于如權利要求1-2中任一所述的電流互感器，其特征在于，所述方法包括：

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據電流放大器的電流換算出待測導體中的電流，包括：

6.一種電流測量裝置，應用于如權利要求1-2中任一所述的電流互感器，其特征在于，所述裝置包括：

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述電流換算模塊用于：

8.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括：

9.一種計算機可讀介質，其上存儲有計算機程序/指令，其特征在于，所述計算機程序/指令被處理器執行時實現權利要求4-5中任意一項所述方法的步驟。

10.一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執行時實現權利要求4-5中任意一項所述方法的步驟。

技術總結
本申請實施例涉及電流互感器技術領域，公開了一種電流互感器及電流測量方法、相關設備和程序產品。該電流互感器包括：控制模塊、補償環和光纖傳感環，所述光纖傳感環包括傳感光纖，待測導體穿過所述光纖傳感環；所述補償環由纏繞在環內的傳感光纖和纏繞在環外的補償線圈組成，所述補償環與所述光纖傳感環連接；所述控制模塊包括互相連接的電子單元和電流放大器，所述電子單元分別與所述補償環和所述光纖傳感環連接，所述電流放大器通過所述補償線圈與所述補償環連接。本申請實施例的技術方案提高了電流測量精度。

技術研發人員：郭明亮,夏欣,徐葉,常學義
受保護的技術使用者：上海潤京能源科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28