基于PCB型Rogovski线圈的电子式电流互感器研究

论文摘要

随着数字化变电站进程的加速发展,电子式电流互感器逐渐替代了传统的电磁式电流互感器,在高压智能电网中发挥着巨大的作用。它能够直接提供数字接口,有助于二次系统设备集成,引发电力系统及其自动化的重大变革。针对电子式电流互感器在电力系统中的重要性,本文对电子式电流互感器分类和电子式电流互感器与传统式的主要区别做了简要介绍,在分析国内外电流互感器发展现状的基础上,构建电子式电流互感的整体结构框架。以PCB型Rogovski线圈电子式电流互感器为研究对象,设计了电子式电流互感器从电流采样、数字传输、串行数据恢复以及误差校正的整个过程。论文在供能系统,传感头,时序控制电路等各部分方案设计前都做了详细的对比分析,以取得最好的设计方法和参数。其中,传感头采用PCB型Rogovski线圈,它具有布线简单,耐高温,抗干扰等优点。此外,论文搭建了系统整体硬件电路,包括电源、传感头、AD采样电路、光纤收发电路和低压侧信号处理电路等。对各部分电路进行了性能测试和误差分析等工作。根据实验与仿真结果分析,基于PCB型Rogovski线圈的电子式电流互感器实际采集和恢复电流信号效果很好,完成了实验设计的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 电子式电流互感器的分类
• 1.3 国内外研究与应用现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内发展现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 电子式电流互感器概述及方案
• 2.1 电流互感器的原理
• 2.2 电子式电流互感器标准
• 2.3 电子式电流互感器结构设计
• 2.4 供能系统方案选择
• 2.4.1 方案设计
• 2.4.2 电源实验
• 2.5 本章小结
• 第3章 高压传感头的结构设计及误差分析
• 3.1 传感头的结构设计
• 3.1.1 Rogovski 线圈的原理
• 3.1.2 PCB 型Rogovski 线圈的分析与设计
• 3.1.3 传感头实验数据分析
• 3.2 传感头误差实验
• 3.2.1 母线与线圈位置对测量结果分析
• 3.2.2 角差、比差分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 数据采集系统及光电传输系统分析设计
• 4.1 数据采集通道设计
• 4.1.1 A/D 转换电路设计
• 4.1.2 时序控制电路设计
• 4.1.3 AD 转换单元实验误差分析
• 4.2 光电传输系统分析设计
• 4.2.1 光纤及光纤传输系统基本原理
• 4.2.2 光纤收发器的选择及硬件电路设计
• 4.2.3 光纤传输通道测试及分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于DSP 的低压侧信号处理
• 5.1 DSP 芯片介绍
• 5.2 串行数据恢复与误差校正
• 5.2.1 串行数据恢复
• 5.2.2 误差校正
• 5.2.3 误差分析
• 5.3 数字通讯接口简介
• 5.3.1 数字输出物理单元
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢