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燕山大学硕士学位论文电子式电流互感器数字接口的研究姓名：王磊申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：郑绳楦;毕卫红20051201电子式电流互感器数字接口的研究作者：王磊学位授予单位：燕山大学相似文献(10条)1.学位论文鄢志平基于IEC61850协议的电子式电流互感器数字接口的研究与设计2009随着电力系统容量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电磁式电流互感器由于其自身设计原理和结构上的限制，已越来越难以满足现场的应用要求。因此，使用新型的电子式电流互感器逐步代替常规的电流互感器实现电力系统大电流的测量已成为电力系统技术革新的必然趋势。研究解决电子式互感器与二次侧数字测量、保护和控制装置的接口问题，是电子式互感器在数字化变电站中获得推广应用的关键。本论文以电子式互感器应用中的信号输出数字接口装置为研究对象，在对有源型OCT和无源型OCT的工作原理和应用特点分析比较的基础上，重点研究探讨了基于罗氏线圈的有源型电子式电流互感器的数字化通信接口的实用化设计问题。通过对电子式互感器数字输出接口标准IEC60044-7/8中信息合并单元和变电站通信网络和系统协议IEC61850中有关通信接口部分内容的深入研究分析，在满足电子式互感器数字接口的技术要求的基础上，本论文提出了一套遵循IEC61850协议的有源型电子式电流互感器过程层数字接口的实现方案。在有源型电子式电流互感器过程层数字接口的研究和设计过程中，采用目标分解的方法，通过将电子式互感器数字接口装置划分为高压侧数据采集系统和低压侧信息合并单元两大部分分别展开研究。在高压侧数据采集系统的研究中，论文通过对高压侧数据采集信号处理电路的研究，设计完成了用FPGA实现高压侧A/D采样逻辑控制的电路；在合并单元部分，提出了一种采用FPGA与DSP技术相结合的合并单元设计方案，利用FPGA实现高压侧传输下来的数据的接收、校验还原，并保持各路采样的同步；同时，采用DSP技术对数据进行相关处理，并按IEC61850-9-1对数据进行打包，组帧并最终通过以太网传输数据。最后的实验结果证明了该过程层数字接口设计方案的正确性和可行性。2.期刊论文冯娜.尚秋峰.FENGNa.SHANGQiu-feng电子式电流互感器数字接口的研究进展-电测与仪表2007,44(6)介绍了国际电工委员会标准IEC60044-8电子式电流互感器中规定的电子式电流互感器输出标准化的规定要求,说明了电子式互感器数字接口的功能以及其数字接口中存在的问题,总结了电子式电流互感器数字输出接口的典型设计方法,阐述了电子式电流互感器数字输出的优点及其应用前景.3.期刊论文张育钊电子式电流互感器的数字通讯方案设计-中国高新技术企业2008,(4)根据国际电工委员会电子式电流互感器标准IEC60044-8,对电子式互感器的数字输出的接口及其特性进行了研究,在此基础上提出了实现数字通讯模块的设计方案,总结阐述了电子式电流互感器数字输出的优点及其应用前景.4.学位论文甘梽甬电子式电流互感器数字接口的研究与设计2002该文对电子式电流互感器数字接口的实现方法进行了研究,设计了相应的接口实验装置.装置将电子式电流互感器的数字接口分为两部分:高速数据采集部分和过程层通讯部分.它们分别完成对模拟量的现场采集、传输和与二次设备的通讯功能.5.期刊论文郭秀杰.赵法起.王冉冉.罗小军.李翠云.GuoXiujie.ZhaoFaqi.WanRanran.LuoXiaojun.LiCuiyun电子式电流互感器接口电路的实用化设计-电子测量技术2008,31(10)随着电力系统的发展,传统电磁式电流互感器(CT)逐渐暴露出很多问题,基于光学传感技术的光学电压互感器(OVT)和光学电流互感器(OCT)具备诸多优点,有取而代之的趋势,而其接口电路的研究成为一个热点.本文介绍了以Rogowski线圈为传感头的电子式电流互感器,对其工作原理进行了理论分析,给出了其接口电路的研制情况,并详细介绍了程序的流程.最后的实验证明,该系统达到了IEC标准所规定的测量为0.5级的精度,从而也验证了该系统是一个可行的,高精度的系统.6.学位论文冯娜电子式电流互感器数字接口的研究2007电子式电流互感器与计量保护装置的合理接口设计，不仅能简化二次设备，而且能提高整个系统的准确度和可靠性。接口的标准化和网络化还可促进电力自动化通信控制系统的优化，并最终实现电力系统内的信息共享和系统集成。首先分析了IEC60044-8和IEC61850-9-1标准协议，然后根据协议设计了数字输出接口的软件、硬件实现方案。其中对ARM7(S3C44B0X)的体系结构，接口原理和μCLinux操作系统等进行了深入研究，完成了μCLinux的在ARM7上的移植，编写了RTL8019的网络驱动程序以及应用程序，研究TCP/IP协议和socket网络接口编程，在此基础上实现了数据的以太网传输，经过实时性和可靠性的分析验证，采用10M的以太网传输可以满足系统的实时性和可靠性要求。7.会议论文李晓.彭定敏.华琴新型数字化电子式电流互感器的设计与实现2008随着电力系统的发展，传统的电磁式互感器已不能很好地满足实用需求。新型数字化电子式互感器由于引入了光纤传输、新型的信号处理单元及数字接口，具有绝缘结构简单可靠、体积小、精度高、与其他设备接口兼容等显著优点，从而逐渐得到广泛的认可与应用。本文介绍了基于Rogowski线圈电磁感应原理的电子式电流互感器(ECT)的设计思想及各部分实现方法，分析了合并单元及激光供能等主要部分的实现方案。样机型式试验结果表明，该系统完全达到0.2级的准确度指标并符合最新标准IEC61850的要求。8.学位论文张可畏电子式高压电力互感器的设计与实用化研究2005随着电力系统容量的日益扩大和电网电压运行等级的不断提高，传统的电磁式互感器表现出越来越多的弱点，难以满足电网向自动化和数字化发展的需求。电子式高压电力互感器取代传统的电磁式互感器已成为发展的必然趋势。电子式高压电力互感器可以分为两种类型：光学电子式互感器和混合电子式互感器。其中混合电子式互感器采用的传感器技术比较成熟，运行经验多，具有实用化优势。该文主要围绕它的设计和实用化研究展开，分为传感头的工业化设计，电流传感器用积分器的实用化设计，电子式互感器标准化接口的研究、基于标准化接口的电子式互感器整体设计，双传感器信息融合的组合结构研究几部分。Rogowski线圈是所采用的电流传感元件，该文总结了Rogowski线圈的基本原理，其中包括线圈的等效电路和相量图，线圈的稳态特性和暂态特性分析，线圈的电磁参数计算。在理论研究的基础上，讨论了线圈互换性的实现和温度补偿两个工业化问题。电容分压器是所采用的电压传感元件，该文讨论了杂散电容对测量误差的影响，分析了电网暂态现象对分压器的影响。积分器的性能一直是影响Rogowski线圈电流传感器的精度和稳定性的重要因素之一。模拟积分器具有结构简单、响应速度快、输入动态范围大等优点；数字积分器具有性能稳定，精度高等优点。后者的优点使其成为近年来Rogowski线圈电流互感器实用化研究的一个较热点问题。该文首次提出了一套数字积分器设计的方法，其中包括了积分算法的选择，积分输入采样率和分辨率的确定，数字积分器的通用结构，处理直流偏移、积分初值和输入饱和的方法等。并实现了数字积分器样机，进行了实验研究。标准的数据接口是工业化的要求，也是电子式高压电力互感器产品进入实用化，实现互换性和互操作性的保证。近年来IEC相关标准的陆续出台，使得电子式互感器标准化接口的研究变得更加紧迫和必要。该文以IEC的相关标准为研究对象，根据变电站自动化系统对电子式互感器的要求，讨论电子式互感器及其标准化接口的结构和模型，归纳电子式互感器标准化接口的设计方法，其中包括模拟接口和IEC61850-9-1中的数字接口。结合电子式互感器标准化接口的研究，该文提出以标准化接口为核心，同时兼顾系统可靠性与电磁兼容的互感器整体设计思想。其中关于标准化接口，讨论了互感器的时间同步，高压端电路的低功耗设计，数字接口实现三个问题。关于可靠性，讨论了可靠性模型的建立，系统可靠性的评估，提高可靠性的措施。关于电磁兼容，讨论了变电站中的电磁干扰和相应的电磁兼容设计措施。目前的混合电子式电流互感器采用的都是单传感器开环结构，这种开环链结构对整个系统中每个环节的精度和可靠性要求都很高，严重限制了电子式电流互感器精度和可靠性的提高，影响了电子式互感器的实用化。本章提出一种基于Rogowski线圈电流互感器和铁心低功率电流互感器间信息融合的组合结构，该结构具有并联和前馈的特点，从而达到实现高精度测量和提高系统可靠性的效果，同时该方法还可以节约成本。最后，该文结合理论分析和实验研究，完成了220kV/1250A电子式高压电力互感器样机，并给出了样机试验结果。9.期刊论文李澄.袁宇波.罗强.LICheng.YUANYu-bo.LUOQiang基于电子式互感器的数字保护接口技术研究-电网技术2007,31(9)在新一代数字化变电站自动化系统中,电子式互感器取代了传统的电磁式互感器,由合并单元与保护装置接口,完全改变了以往的数据采集方式,由此带来了保护装置设计中的新问题.文章研究了基于电子式互感器输出的信号处理及调理技术,采用PLL(phase-lockedloop)同步锁相技术、基于插值的采样值计算方法,根据精确的频率测量算法实时调整与电子式互感器进行数字接口的采样频率,理论分析和工程试验结果表明,该方法可有效地对电子式互感器的数据按要求进行高精度的同步采集,可广泛应用于各类数字保护的开发和试聆中.10.学位论文王群峰混合式光电电流互感器（HOCT）的研究2003本文研究一种新型电子式电流互感器的原理及其实现，该互感器通过光纤实现高低压之间的数字信号传输，又称之为混合式光电电流互感器(HOCT)。它将高电压、大电流量测技术、光纤导光技术、新型数据采集与复原技术及现代数字信号处理技术集为一体，是光学电流互感器研究领域的一个重要分支。论文首先提出基于低端控制采样的新型HOCT的原理方案，从硬件上解决HOCT中各相ADC的多路同时同步数据采集控制(涉及GPS触发的同时采样控制、准同步采样控制等)问题、串行数据同步传输问题、高端信息低端分享问题、模拟输出及数字接口问题等。理论推导和分析了具有弱电接口的适用于做HOCT电流传感头的Rogowski线圈的量测原理、频率特性及误差特性，设计了两个Rogowski线圈并进行了实验研究，实验表明Rogowski线圈的量测线性度和频率性能优良、在低频段可以采用RL电路进行线圈电路等效。引入了对Rogowski线圈输出信号进行积分的有源积分器模型，分析了其误差产生的根源，提出了应对措施，并对线圈积分器组合的理想电路模型的频率特性进行了分析，对Rogowski线圈积分器组合的量测性能进行了实验研究，实验表明线圈积分器组合量测灵敏度高(10.6mV/A)、输出波形良好，可测量小到lA的电流信号，具有较宽的谐波量测范围(50次以上)和较高的暂态响应性能。在研究光纤导光理论的基础上，设计了应用于HOCT高端电路与低端电路之间数字信号传输的数字光纤导光系统，对其接口电路和抗干扰性能进行了详细分析，并完成了实验测试，该数字光纤导光系统可满足HOCT的要求。完成了HOCT的硬件电路设计、前期软件设计和实验研究。系统采用传统电流互感器和Rogowski线圈两种电流感应元件，光纤作为高端和低端之间的信息传输通道和绝缘保障，是具有模拟量输出、数字量输出和PC机波形显示、数据分析及高端电路监测功能的电流量测系统。实验表明本系统可实现对高端采集板的串行同时同步采样控制和信息分享；模拟输入输出滞后时间小于35us，波形畸变小；数字接口灵活、可与PC机实时通讯和在PC机控制下工作，整个系统功能较为完备。本文链接：：上海海事大学(wflshy