光学电流传感器数字信号处理系统的研究

【摘要】：光学电流传感器是新型电子式电流互感器的一种。与传统电流互感器相比,具有抗电磁干扰能力强、动态范围宽、绝缘结构相对简单、重量轻、易于与微机接口的优点,在电力系统中有着广泛的应用前景。 本文首先简要介绍了基于Faraday效应的光学电流传感器的测量原理、常用光学电流传感器的类型及为了提高灵敏度而设计的单光源双光路闭合环路型传感头。 接着介绍了光学电流传感器二次信号处理的常用方法,分析出原有计量输出波动的原因,针对存在的问题,基于均方根算法的数值算法原理重新设计了光学电流传感器的计量数字输出方案,采用软件同步采样方式、IIR滤波器、修改平方和子程序流程及DSP与VB间的通讯协议,增加传输的有效位数,提高了测量的稳定性和准确度,并对影响计量数字输出的各种误差源给出了定量分析。 由于OCT和CT测量原理及输出型式完全不同,不能使用原有的传统校准系统来校验OCT。以前的OCT校准时,由于没有合适的OCT校准系统,基本上只可对模拟输出的被测电流幅值进行校准,而不能对测量的角差进行校准。作者于2002年参与研制出一套基于DSP的OCT数字信号采集及校准系统,该系统对电源没有特殊要求,可以同时对OCT的比差及角差进行校准,并自动记录到数据库中。此系统已通过湖北省计量局的认证,准确度为0.05级,可用在实验室进行0.2级OCT的标定及试验。 本文最后对光学电流传感器样机进行了各项性能测试,试验结果表明,OCT的各项技术指标达到了预期的设计要求。