近年,随着电力系统的额定电压等级和传输容量的大幅度提高,传统的电磁式互感器存在着一系列的不足,难以满足电力系统发展的需要。在数字信号处理、光纤通信和智能传感技术的高速发展前提下,电子式互感器已成为科研院所和互感器行业的前沿研究方向。 在查阅了大量国内外文献资料的基础上,本文进行了基于Rogowski线圈和精密电容分压技术的电子式互感器的整体方案设计。论文首先分析了Rogowski线圈电流传感器的基本原理、参数计算及其在电力系统高频和低频下的应用情况,研究了它的稳态和暂态特性,设计了新型的积分电路来补偿一次信号与二次信号的相位差。然后分析了电容分压式电压传感器的原理,针对ECVT的自身谐振,比较了几种阻尼装置的优缺点,研究了ECVT的过渡响应特性及影响因素;接着利用ADSP-BF535设计了高、低压侧信号处理模块的硬件和软件,针对绝缘和抗干扰问题,选用光收发一体模块NM7325完成了数字信号在高、低压侧之间的高速传输;设计了以自具型电源供电为主、锂离子电池供电为辅的混合式供能,确保互感器在高压停电和小电流状态下均能连续稳定运行;考虑到与传统的模拟设备和今后的数字设备的接口,本文设计的电子式互感器低压侧同时具有模拟和数字输出,指出了合并单元的设计是实现数字接口的关键因素,分析了需具体实现的功能,并提出了一种利用FPGA模块实现数字接口的新方法,分析了合并单元与二次数字设备接口的相关通信标准。 基于DSP和光纤通讯技术的电子式互感器线性度好,没有铁芯饱和现象,动态范围宽,绝缘结构简单,体积小,重量轻,精度高,可以满足继电保护和测量装置向微机化和数字化发展的需要。