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近年,随着电力系统电压等级的不断提高以及电力系统各个方面自动化和智能化要求的不断提高,传统的电磁式电力互感器暴露出越来越多不可克服的缺点,已经难以满足电力系统发展的需要。因此基于电子技术、光学技术的新型电子式电流/电压互感器成为人们研究的热点。
本文首先对传统电磁式互感器所面临问题以及新型电子式电流/电压互感器所具有的优点进行了介绍。根据传感方式的不同,电子式互感器分为无源型和有源型两种基本类型。前者基于光学传感技术,其特点是在高压侧没有电子电路;后者基于电磁感应原理,但利用现代电子技术进行信号处理,其特点是在高压侧有电子电路。概括了电子式互感器的国内外的发展现状。
其次对有源电子式互感器的结构和原理进行了介绍和分析,分别介绍了有源电子式电流互感器和电压互感器的传感方式——Rogowski线圈和电容分压器。有源电子式互感器由传感器、数据采集系统、光纤传输及接口、电源供能装置及合并单元五个部分构成。高压数据采集单元是电子式互感器的重要组成部分。采集单元通过传感器从高压母线上采集保护和测量信号,获得的模拟信号通过信号调理电路后进入AD转换器进行模数转换,转换频率由单片机控制,转换后的数字信号再通过电光转换器转换成光信号并通过光纤传送到低压侧。
然后,本文对有源电子式互感器高压侧采集系统进行了研究与设计,主要包括电源电路、信号调理电路、A/D转换单元、光纤传输单元等。并且以低功耗的原则选取了高压侧电路所要用到的芯片——16位的AD7685,单片机MSP430芯片,设计了单片机控制AD采样、数据采集以及传输的控制方式。
最后,对本文所作的工作进行了总结,提出有待进一步需要研究和解决的问题。