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《山东农业大学》 2010年
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基于VFC的电子式电流互感器的设计

罗小军  
【摘要】: 电子式电流互感器以其具有高绝缘、无饱和、测量范围大等优良性能成为电流互感器新的发展方向。随着电子式电流互感器的逐步发展,针对传感头的工业化、高压端电源、数据调制传输、标准化接口,可靠性和电磁兼容以及误差补偿等实用化问题进行深入的研究也显得越发的必要和紧迫。本文主要针对传感头、高压端电源、标准化接口等实用化问题,以IEC60044-8《电子式电流互感器》等相关标准为依据,对电子式电流互感器进行了研究与设计。 采用Rogowski线圈作为高压电力线上的传感头,将Rogowski线圈的输出数字化后,通过光纤传送到低压端进行LED显示或恢复成原来的模拟信号,实现对高压一次电路电流的测量;系统利用光纤数字传输系统实现高压部分和低压部分的完全电气隔离和实现信号传输,提高了信号传输的抗干扰能力;设计了基于GPS同步采样合并单元,采用了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)技术和数字信号处理(DSP)技术实现合并单元对多路电子式互感器数字化输出进行接收及处理功能的方法,数据输出模块将组帧后的数据传送到以太网控制器,继而发送给二次保护测控设备,为后级测量、保护和控制设备提供了良好接口。压频转换(VFC)电路是整个高压端的核心,本文着重在高压端设计了高精度、高可靠性、低功耗的VFC电路。另外本文还对高压端有源器件的供能方案进行了探讨,提出了一种新的供能电路;对高压端电子线路的抗干扰问题进行了设计和探讨,提高了整个测量系统的精度。 实验证明,设计的电子式电流互感器线路简单实用,工作可靠,具有良好的线性度和测量精度,动态测量范围大,响应速度快等性能。相比传统的电磁式电流互感器,本设计的电子式电流互感器克服了磁饱和、因存油而引起的易燃易爆等问题,简单有效的解决了高压端与低压端之间绝缘的问题,而且成本低,体积小,频带宽,具有更大的应用前景。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM452

【参考文献】
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