电子式电流互感器与继电保护数字化接口相关问题的研究

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随着电网电压等级的不断提高及远距离、大容量输电线路和互联电网的发展,对保护和测量精度的要求不断提高。传统电磁式电流互感器受其传感机理的限制,存在着自身难以克服的缺点,同时难以适应电力系统向数字化、智能化发展的趋势,电子式电流互感器(ECT)替代电磁式电流互感器是必然的趋势。 本文主要研究采用电子式电流互感器时,保护面临的新问题,并提出了解决的方案。 R0gowski线圈是目前电子式电流互感器中最受关注的电流传感元件,阐述了Rogowski线圈的工作原理及其稳态和暂态响应特性,比较了模拟积分器和数字积分器各自的特点,提出了高压侧供电电源的实现方案,指出了其发展方向。 围绕IEC标准,讨论了电子式互感器的结构,归纳了电子式互感器模拟输出和数字输出的额定值及数字输出的两种通讯方式。 提出插值法配合同步时钟法实现电子互感器数据同步的方案,提高了数据同步的可靠性。从数字信号的角度,研究了插值的基本原理及影响插值精度的因素,进而提出了基于窗函数插值法,时频域分析及算例表明基于窗函数插值具有数据窗短、插值精度高的优点。 电子互感器应用环境下,差动保护连接采样频率各不相同的ECT时,需要将原始采样频率不同的采样数据转换为同一采样频率。本文研究了基于抽取和插值的采样率转换算法,可以实现任意分数倍L/M采样率转换,并给出了算法的一种有效实现结构-时变滤波器结构,提高了计算效率。算例表明基于抽取和插值的采样率转换算法将高采样率数据转换为低采样率,不仅实现了频率转换,而且有效地滤除了高采样率电流中的高频分量,减小了差电流。
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