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电子式电流互感器高压侧电源的研究与设计

胡彬  
【摘要】: 随着电力系统朝大机组、高电压、大电网、高自动化方向发展,系统的短路电路愈来愈大,传统的电磁式电流互感器的弊端日益凸现,而基于Rogowski线圈原理的有源型电子式电流互感器(ECT)因其测量精度高,响应速度快,无磁饱和等优点而成为研究的热点。但有源型ECT的高压侧信号处理单元必须要有供电电源,故高压侧电源成为有源型ECT实用化的关键技术之一。 本文首先概述了国内外ECT的研究现状和发展趋势,对ECT的工作原理作了分析,并对基于Rogowski线圈原理的有源型ECT作了整体的设计。然后对有源型ECT的供能电路进行了研究,设计了激光供能的整体方案,对其中关键器件和保护电路进行了介绍和研究。本文重点研究了小CT供能这一在线供能方式,此方式有两个难点,其一:当线路电流处于小电流状态时,要保证电源的供应。其二:当线路电流处于超过额定电流的大电流状态时,电源要有足够的保护,不能损坏器件。而这二者在设计上是相互矛盾的。为了协调两者的矛盾,本文提出了一种带有补偿功能的特制小CT供能方案,对其基本结构和工作原理进行了分析,针对线路处于小电流工况,设计中采用多种优化以尽量降低电源的启动线路电流。针对线路处于大电流工况,设计中采用多重保护措施,确保供电的可靠性和器件的安全性。最后对实验中存在的一些问题进行了分析并提出相应的解决办法。 设计制作的小CT供电装置,实验室条件下的实验结果表明,采用小CT在线供电方案在线路电流从6A到900A的范围内变化时,能为高压侧电路提供不少于400mW的功率,基本满足设计的要求,具有一定的实用价值。


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