CN117039791A - 光学差动保护用光计算系统及方法 - Google Patents

Abstract

光学差动保护用光计算系统及方法，涉及电力系统继电保护技术领域。本发明是为了解决将线路保护中的光学差动保护应用在变压器保护领域存在的保护对象两侧电流相位和幅值不对应造成差流过大，保护容易误动的问题。本发明基于光学电流互感器，通过三条并联模拟光路的光信号相加合成来实现Faraday旋光角的光学加减法运算，进而实现变压器光学差动保护的不同比例电流瞬时值的加减法计算，即差动电流计算，避免传统互感器带来的磁饱和问题，提高了保护的可靠性。

Description

光学差动保护用光计算系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

继电保护是电网安全防御体系的重要组成部分，是提高系统安全性和稳定性最直接手段，对保证电力系统的安全经济运行、防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。继电保护是电力系统的重要组成部分，离开了继电保护，电力系统将无法运行。基于工频量的传统差动保护由于原理上具有绝对的选择性，是当前电力系统中主要电气设备的主保护，这种保护原理具有灵敏度高，简单可靠和动作速度快等诸多优点。

光学差动保护是电力系统的新概念，与传统工频量差动保护相比，光学差动保护是以光学电流互感器作为测量手段，不存在电磁式电流互感器的磁饱和问题，在原理上利用瞬时值作为保护用特征量，而不再提取工频分量，保留了能够全面反应故障的全波形信息，能够提高保护的可靠性。目前，光学差动保护主要应用在线路保护中。

然而，将光学差动保护引入变压器保护领域时，需要解决由于变压器变比和连接组别引起的保护对象两侧线路电流幅值和相位不相等的问题。在正常运行和区外故障情况下，根据线路模型的假设，保护对象的两侧电流基本相同，差流接近零，光学差动保护可靠不动作。然而，在变压器模型中，变压器变比导致了两侧线路工频电流存在固定的倍数关系，并且电力系统中通常采用星三角连接的变压器，高低压侧不同的接线方式使得两侧线路工频电流存在固定的相位差。因此，直接将变压器星形侧电流和三角形侧电流引入差动保护将导致差流过大，容易触发保护误动作。

发明内容

本发明是为了解决将光学差动保护应用在变压器保护时，变压器两侧电流幅值和相位不对应的问题，现提供光学差动保护用光计算系统及方法。

光学差动保护用光计算系统，包括：光源1、分束器2、第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5、合束器6和处理单元7；

光源1射出的光信号经分束器2平均分为3束光强相同的光信号，3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5，第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5射出的光信号均入射至合束器6，合束器6的出射光入射至所述处理单元7；

所述第一光学电流互感器3和第三光学电流互感器5的法拉第磁光元件分别位于变压器被保护相的高压侧和低压侧，所述第二光学电流互感器4的法拉第磁光元件位于变压器被保护相邻相的高压侧，所述变压器在正常运行情况下其被保护相和邻相的高压侧相位差与被保护相的低压侧相位相同，所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的法拉第磁光元件能够感知各自所在侧电流产生的磁场，且所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的光路与各自所在侧电流方向的夹角满足：

其中，θ_YA为第一光学电流互感器3的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_YB为第二光学电流互感器4的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_dA为第三光学电流互感器5的光路与其所在侧电流方向的夹角，n_T为变压器变比；

所述处理单元7包括以下单元：

滤波单元：用于采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

调制比计算单元：用于根据下式计算调制比m：

差动电流计算单元：用于根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

进一步的，上述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器，

入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转，旋转后的偏振光经过检偏器射出。

进一步的，光学元件之间均通过多模光纤传递光信号。

进一步的，上述光源1为SLD光源，且其出射光的波长为850nm。

光学差动保护用光计算方法，该方法基于一种变压器光学差动保护用光计算系统实现，该系统包括：光源1、分束器2、第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5和合束器6；

光源1射出的光信号经分束器2平均分为3束光强相同的光信号，3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5，第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5射出的光信号均入射至合束器6；

所述第一光学电流互感器3和第三光学电流互感器5的法拉第磁光元件分别位于变压器被保护相的高压侧和低压侧，所述第二光学电流互感器4的法拉第磁光元件位于变压器被保护相邻相的高压侧，所述变压器在正常运行情况下其被保护相和邻相的高压侧相位差与被保护相的低压侧相位相同，所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的法拉第磁光元件能够感知各自所在侧电流产生的磁场，且所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的光路与各自所在侧电流方向的夹角满足：

其中，θ_YA为第一光学电流互感器3的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_YB为第二光学电流互感器4的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_dA为第三光学电流互感器5的光路与其所在侧电流方向的夹角，n_T为变压器变比；

所述光学差动保护用光计算方法为：

采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

根据下式计算调制比m：

根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

进一步的，上述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器，

入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转，旋转后的偏振光经过检偏器射出。

进一步的，上述光学元件之间均通过多模光纤传递光信号。

进一步的，上述光源1为SLD光源，且其出射光的波长为850nm。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出的光学差动保护用光计算方法及系统在差动电流光计算实现方案层面解决了将线路中的光差保护直接应用于变压器保护领域存在的保护对象两侧电流相位和幅值不对应问题。对于变压器保护而言，由于保护对象两侧电流的相位和幅值不匹配，将星形侧和三角形侧电流直接引入差动回路会导致差流过大问题。为解决这个问题，变压器光学差动保护判据中的差动电流在形式上转换为三个不同比例待测电流瞬时值的加减法运算。采用并联方式的光计算方案实现系统是通过三条并联模拟光路的光信号相加合成来实现Faraday旋光角的光学加减法运算，进而实现变压器光学差动保护所需的不同比例电流瞬时值的加减法计算，即差动电流计算。

(2)本发明采用的光学电流互感器没有测量频带的限制，且不存在磁饱和问题，能够准确反映光学差动保护所需电流信号，提高了保护的可靠性。

(3)光学电流互感器能高保真反映变压器的励磁涌流，为快速有效检测和识别变压器励磁涌流，防止保护误动作提供了良好的测量手段。

附图说明

图1为法拉第磁致旋光效应原理示意图；

图2为Faraday磁光元件感知磁场方向示意图；

图3为第一、二、三光学电流互感器的安装角度示意图；

图4为光学差动保护用光计算系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

光学差动保护是用线路两侧电流的瞬时值之和而非工频量之和来构造动作电流，具体表示为

g(i_M+i_N)≥I_set0 (1)

式中，g()表示光学差动保护函数，i_M、i_N为线路MN两侧相电流瞬时值，I_set0为整定值。

将光学差动保护应用在Yd11变压器保护当中，为使正常运行和区外故障时，差动电流为0，需要解决变压器两侧电流幅值和相位不一致问题。其中，相位不一致可通过改变纵差保护的接线方式来解决，即星形侧电流采用两相电流差代替；幅值不一致可通过改变接入继电器的两侧电流比值来解决，由于星形侧电流采用两相电流差，幅值增大倍，同时考虑变压器的变比，则星形侧和三角形侧电流的比值关系应为/>综上，以A相为例的变压器光学差动保护判据可表示为：

式中，f_A()表示A相差动保护函数，i_YA、i_YB为星形侧线路A、B相电流瞬时值，i_dA为三角形侧线路A相电流瞬时值，I_set为整定值，n_T为变压器变比，表示为：

其中，U_Y为变压器星形侧线电压，U_d为三角形侧线电压。

实现基于光计算的变压器光学差动保护的关键在于通过Faraday(法拉第)旋光角的光学加减法运算来实现不同比例的待测电流加减法运算。变压器光学差动保护的计算只涉及加减、比例等光运算，属于简单计算，可通过在模拟光路上调整法拉第磁光元件感知的待测电流磁场方向与光学电流互感器的安装位置来实现。根据法拉第磁致旋光效应原理可知，待测电流i与Faraday旋光角成正比例关系，如图1所示，表示为：

式中，V为Faraday磁光元件材料的菲尔德常数；L为Faraday磁光元件的磁场积分与电流i的倍数关系，θ为光学电流互感器中的光传播方向与待测导体的夹角大小。当光学电流互感器的结构参数L为确定常数时，式(2)中不同比例待测电流瞬时值的加减法运算可在模拟光路上通过Faraday旋光角的光学加减来实现，即

式中，i_YA、i_YB和i_dA分别为待测导体电流，θ_YA、θ_YB和θ_dA分别为光学电流互感器中光传播方向和对应待测导体i_YA、i_YB和i_dA的夹角，和/>分别为对应待测导体i_YA、i_YB和i_dA在磁致旋光作用下产生的Faraday旋光角。在变压器光学差动保护上应用光计算技术是继电保护的重要突破，会对保护技术的发展有着莫可预测的影响。

具体实施方式一：参照图1至图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的光学差动保护用光计算系统包括：光源1、分束器2、第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5、合束器6和处理单元7。所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器。所述检偏器与起偏器的透光轴夹角为-π/4。

所述光源1为SLD光源，且其出射光的波长为850nm，为系统提供所需的稳恒光源。光源1射出的光信号通过多模光纤入射至分束器2。分束器2的分光比严格要求为1:1:1，分光不均会破坏三条并联光路上Faraday旋光角大小与待测电流的正比系数的统一性，对最终计算结果造成影响。严格的分光比可以保证变压器光学差动保护的可靠性。分束器2将入射的光信号平均分为3束光强相同的光信号。3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5。3个光学电流互感器在光路上为并联关系，并分别感知对应待测电流信号。

本实施方式中以变压器光学差动保护的A相差动回路为例，其高压侧线路电流为i_YA，低压侧线路电流为i_dA；邻相为B相，其高压侧线路电流为i_YB。根据法拉第磁致旋光效应，当光传播方向确定时，电流产生的平行于光路方向的磁场方向不变则Faraday旋光角的旋转方向不变，反之Faraday旋光角的旋转方向相反。设置电流i_YA作用在磁光元件的磁场B_YA参考方向与光传播方向相同；电流i_YB作用在磁光元件的磁场B_YB参考方向与光传播方向相反；电流i_dA作用在磁光元件的磁场B_dAsinθ_dA参考方向与光传播方向相同。

在第一光学电流互感器3中，入射光的功率为光源出射光功率P_o的三分之一。入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转。由于高压侧A相电流i_YA产生的作用在Faraday磁光元件上的磁场B_YA与光传播方向相同，在磁场B_YA的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YA大小成比例的正向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光射入检偏器进行检光，然后进入准直器，得到与电流i_YA相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_YA为：

同理，在第二光学电流互感器4中，根据法拉第磁致旋光效应，由于高压侧B相电流i_YB产生的作用在Faraday磁光元件上的磁场B_YB与光传播方向相反，在磁场B_YB的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YB大小成比例的反向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光射入检偏器进行检光，然后进入准直器，得到与电流i_YB相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_YB为：

在第三光学电流传感器5中，根据法拉第磁致旋光效应，由于低压侧A相电流i_dA产生的磁场B_dA sinθ_dA与光传播方向相同，在磁场B_dA sinθ_dA的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YA sinθ_dA大小成比例的正向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光射入检偏器进行检光，然后进入准直器，得到与电流i_dA相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_dA为：

3个光学电流传感器输出的光信号通过多模光纤进入合束器6，得到一束总的光信号，用下式表示：

其中，P_out为合束器输出的光信号的光强。

一般Faraday旋光角比较小，下式近似成立：

将该式代入总的输出光信号公式中，并考虑公式(5)，则有：

其中，J_DC为载波信号，J_AC为调制波信号。

所述变压器光学差动保护属于三相保护，以A相差动回路为例，所述第一光学电流互感器(3)和第三光学电流互感器(5)的法拉第磁光元件分别位于变压器星形侧和三角形侧的A相，所述第二光学电流互感器(4)的法拉第磁光元件位于变压器星形侧的邻相，即B相，所述变压器在正常运行情况下变压器星形侧A相与邻相的相位差与三角形侧A相的相位相同，在B相差动回路中，C相为邻相，在C相差动回路中，A相为邻相。所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的法拉第磁光元件能够感知各自所在侧电流产生的磁场，且所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4和第三光学电流互感器5的光路与各自所在侧电流方向的夹角满足：

其中，θ_YA为第一光学电流互感器3的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_YB为第二光学电流互感器4的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_dA为第三光学电流互感器5的光路与其所在侧电流方向的夹角，n_T为变压器变比；

所述处理单元7包括以下单元：

滤波单元：用于采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

调制比计算单元：用于根据下式计算调制比m：

差动电流计算单元：用于根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

具体实施方式二：本实施方式所述的光学差动保护用光计算方法，该方法基于光学差动保护用光计算系统实现，所述系统包括：光源1、分束器2、第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5和合束器6。所述第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器。所述检偏器与起偏器透光轴夹角为-π/4。

所述光源1为SLD光源，且其出射光的波长为850nm，为系统提供所需的稳恒光源。光源1射出的光信号通过多模光纤入射至分束器2。分束器2的分光比严格要求为1:1:1，分光不均会破坏三条并联光路上Faraday旋光角大小与待测电流的正比系数的统一性，对最终计算结果造成影响。严格的分光比可以保证变压器光学差动保护的可靠性。分束器2将入射的光信号平均分为3束光强相同的光信号。3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器3、第二光学电流互感器4、第三光学电流互感器5。3个光学电流互感器在光路上为并联关系，并分别感知对应待测电流信号。

本实施方式中以变压器光学差动保护的A相差动回路为例，其高压侧线路电流为i_YA，低压侧线路电流为i_dA；邻相为B相，其高压侧线路电流为i_YB。根据法拉第磁致旋光效应，当光传播方向确定时，电流产生的平行于光路方向的磁场方向不变则Faraday旋光角的旋转方向不变，反之Faraday旋光角的旋转方向相反。设置电流i_YA作用在磁光元件的磁场B_YA参考方向与光传播方向相同，电流i_YB作用在磁光元件的磁场B_YB参考方向与光传播方向相反；电流i_dA作用在磁光元件的磁场B_dAsinθ_dA参考方向与光传播方向相同。

在第一光学电流互感器3中，入射光的功率为光源出射光功率P_o的三分之一。入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转。由于高压侧A相电流i_YA产生的作用在Faraday磁光元件上的磁场B_YA与光传播方向相同，在磁场B_YA的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YA大小成比例的正向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光从检偏器输出，得到与电流i_YA相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_YA为：

同理，在第二光学电流互感器4中，根据法拉第磁致旋光效应，由于高压侧B相电流i_YB产生的作用在Faraday磁光元件上的磁场B_YB与光传播方向相反，在磁场B_YB的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YB大小成比例的反向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光射入检偏器进行检光，然后进入准直器，得到与电流i_YB相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_YB为：

在第三光学电流传感器5中，根据法拉第磁致旋光效应，由于低压侧A相电流i_dA产生的磁场B_dA sinθ_dA与光传播方向相同，在磁场B_dA sinθ_dA的调制下，偏振光的偏振面产生与电流i_YA sinθ_dA大小成比例的正向旋转，旋光角度为旋转后的偏振光射入检偏器进行检光，然后进入准直器，得到与电流i_dA相关的光信号，根据马吕斯定律，检偏器输出的光信号的光强P_dA为：

3个光学电流传感器输出的光信号通过多模光纤进入合束器6，得到一束总的光信号，用下式表示：

其中，P_out为合束器输出的光信号的光强。

一般Faraday旋光角比较小，下式近似成立：

将该式代入总的输出光信号公式中，则有：

其中，J_DC为载波信号，J_AC为调制波信号。

所述光学差动保护用光计算方法为：

采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

根据下式计算调制比m：

根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

结论：

本发明提出的光学差动保护用光计算方法及系统在差动电流光计算实现方案层面解决了将线路中的光差保护直接应用于变压器保护领域存在的保护对象两侧电流相位和幅值不对应问题。对于变压器保护而言，由于保护对象两侧电流的相位和幅值不匹配，将星形侧和三角形侧电流直接引入差动回路会导致差流过大问题。为解决这个问题，变压器光学差动保护判据中的差动电流在形式上转换为三个不同比例待测电流瞬时值的加减法运算。采用并联方式的光计算方案实现系统是通过三条并联模拟光路的光信号相加合成来实现Faraday旋光角的光学加减法运算，进而实现变压器光学差动保护的不同比例电流瞬时值的加减法计算，即差动电流计算。本发明采用的光学电流互感器没有测量频带的限制，且不存在磁饱和问题，能够准确反映时域保护所需电流信号，提高了保护的可靠性。同时，光学电流互感器还能高保真反映变压器的励磁涌流，为快速有效检测和识别变压器励磁涌流，防止保护误动作提供了良好的测量手段。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (8)

1.光学差动保护用光计算系统，其特征在于，包括：光源(1)、分束器(2)、第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)、合束器(6)和处理单元(7)；

光源(1)射出的光信号经分束器(2)平均分为3束光强相同的光信号，3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)，第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)射出的光信号均入射至合束器(6)，合束器(6)的出射光入射至所述处理单元(7)；

所述第一光学电流互感器(3)和第三光学电流互感器(5)的法拉第磁光元件分别位于变压器被保护相的高压侧和低压侧，所述第二光学电流互感器(4)的法拉第磁光元件位于变压器被保护相邻相的高压侧，所述变压器在正常运行情况下其被保护相和邻相的高压侧相位差与被保护相的低压侧相位相同，所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)的法拉第磁光元件能够感知各自所在侧电流产生的磁场，且所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)的光路与各自所在侧电流方向的夹角满足：

其中，θ_YA为第一光学电流互感器(3)的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_YB为第二光学电流互感器(4)的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_dA为第三光学电流互感器(5)的光路与其所在侧电流方向的夹角，n_T为变压器变比；

所述处理单元(7)包括以下单元：

滤波单元：用于采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

调制比计算单元：用于根据下式计算调制比m：

差动电流计算单元：用于根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

2.根据权利要求1所述的光学差动保护用光计算系统，其特征在于，所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器，

入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转，旋转后的偏振光经过检偏器射出。

3.根据权利要求1或2所述的光学差动保护用光计算系统，其特征在于，光学元件之间均通过多模光纤传递光信号。

4.根据权利要求1所述的光学差动保护用光计算系统，其特征在于，所述光源(1)为SLD光源，且其出射光的波长为850nm。

5.光学差动保护用光计算方法，其特征在于，该方法基于一种变压器光学差动保护用光计算系统实现，该系统包括：光源(1)、分束器(2)、第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)和合束器(6)；

光源(1)射出的光信号经分束器(2)平均分为3束光强相同的光信号，3束光强相同的光信号分别入射至第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)，第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)射出的光信号均入射至合束器(6)；

所述第一光学电流互感器(3)和第三光学电流互感器(5)的法拉第磁光元件分别位于变压器被保护相的高压侧和低压侧，所述第二光学电流互感器(4)的法拉第磁光元件位于变压器被保护相邻相的高压侧，所述变压器在正常运行情况下其被保护相和邻相的高压侧相位差与被保护相的低压侧相位相同，所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)的法拉第磁光元件能够感知各自所在侧电流产生的磁场，且所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)和第三光学电流互感器(5)的光路与各自所在侧电流方向的夹角满足：

其中，θ_YA为第一光学电流互感器(3)的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_YB为第二光学电流互感器(4)的光路与其所在侧电流方向的夹角，θ_dA为第三光学电流互感器(5)的光路与其所在侧电流方向的夹角，n_T为变压器变比；

所述光学差动保护用光计算方法为：

采用滤波电路检测第三光学电流互感器输出光信号的载波信号J_DC和调制波信号J_AC，

根据下式计算调制比m：

根据下式计算差动电流i_d：

其中，V为光学电流互感器中法拉第磁光元件的菲尔德常数，L为光学电流互感器中法拉第磁光元件的磁场积分与该光学电流互感器所测电流的比值。

6.根据权利要求5所述的光学差动保护用光计算方法，其特征在于，所述第一光学电流互感器(3)、第二光学电流互感器(4)、第三光学电流互感器(5)的内部组成结构相同，且均包括准直器、起偏器、Faraday磁光元件和检偏器，

入射光经准直器准直后入射至起偏器变为偏振光，该偏振光经过Faraday磁光元件并在Faraday磁光元件所在磁场的调制下产生旋转，旋转后的偏振光经过检偏器射出。

7.根据权利要求5或6所述的光学差动保护用光计算方法，其特征在于，光学元件之间均通过多模光纤传递光信号。

8.根据权利要求5所述的光学差动保护用光计算方法，其特征在于，所述光源(1)为SLD光源，且其出射光的波长为850nm。