电流互感器(Current transducer,简称CT)是广泛应用于电力系统中的测量设备,在电力系统分析、继电保护、电流测量等方面起着重要作用。近年来,随着电力网络的飞速发展,电网电压等级大幅提高,传输功率不断增大,传统的电磁式电流互感器由于其工作原理逐渐暴露出它的局限性,而一种新型的电流互感器—光纤电流互感器,具有体积小、重量轻、测量范围大、频率响应宽、抗电磁干扰强等优点,是未来电流互感器的发展方向。本论文对全光纤电流互感器系统的基本原理、工作过程和总体设计方案进行了理论分析,通过琼斯矩阵建立互感器的输出信号表达式并详细分析了输出信号的特点,在此基础上论述了信号检测原理和实现过程,尤其是对方波偏置调制和数字阶梯波反馈的闭环检测原理和实现过程进行了重点分析,设计了以S3C2440单片机为核心的互感器信号检测电路,搭建样机进行试验。通过试验,发现本系统存在着相差较大、温度特性差等问题,严重影响了互感器的实际使用。分析造成这一状况的原因,一是传感光纤中存在的残余线性双折射影响比例因子精度以及全光纤λ/4波片的温度特性差致使干涉结果产生误差,二是检测算法的落后使系统延时增大。为了提高系统温度稳定性,减小系统的相差,采用螺旋光纤传感头降低线性双折射对温度的影响,电路补偿技术消除波片制作误差对温度的影响；采用了PID控制和3倍频调制来加快增大检测带宽,减小相差。论文主要内容包括：一、介绍了传统电磁式电流互感器存在的缺陷,对比分析了光纤电流互感器的优势,指出光纤电流互感器是未来电流互感器的发展方向及其极具潜力的发展前景。二、详细介绍了光纤电流互感器赖以工作的基本原理是利用法拉第磁光效应来间接检测电流大小,并阐述了光纤电流互感器的构成,包括光路结构和电路结构,并利用琼斯矩阵建立了互感器光路的数学模型,计算出了光路输出信号的表达式。三、介绍了全光纤电流互感器的总体设计方案,根据光路输出信号的特点,阐述了相关检测理论、相位调制、闭环反馈和数字解调等技术在信号检测过程中的应用,详细分析了方波偏置调制和数字阶梯波反馈的闭环检测方法的原理和实现过程。四、介绍了本系统电路的总体构成,分析了各组成电路模块的功能,并对其各项指标进行了详细估算和仿真。五、介绍了光纤电流互感器相差的定义和测量方法,采用曲线拟合对系统相差进行了计算,并用锁相放大器进行了实验测量。最后,通过样机试验发现本系统存在的相差较大、温度特性差等问题,分析了各个问题产生的原因,从光路和电路入手,采取消除线双折射和波片误差补偿等-系列措施对互感器进行优化改进以减小相差,提高系统的温度稳定性。