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有源电子式电流互感器的研制

电子式电流互感器是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统电流测量的新型互感器。它具有体积小、重量轻;无铁芯、不存在磁饱和与铁磁谐振问题;动态响应范围大,频率响应宽;抗电磁干扰性能强;无油化结构、绝缘可靠、价格低等优点;是未来电流互感器发展的方向,是新一代电力数字网发展的需要,适应电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。本论文首先对电磁式电流互感器面临的主要问题和电流测量方法新的发展方向进行了比较全面地介绍,对电子式电流互感器的主要特点、工作原理、发展现状、研制难点进行了阐述,对电子式电流互感器的市场前景进行了预测。本论文着重对有源电子式电流互感器的原理进行了研究,特别是系统地研究了传感头、信号接收机、光纤传递部分以及计算机接口等各部分的电路结构。并采用了激光供能的新方法给传感头电子线路提供稳定的电源供应。通过采用合理的滤波、接地、屏蔽等各种方法,尤其是采用电源LC滤波电路、电源上加旁路电容抑制线路板上的电压波动、传感  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

电子式电流互感器Rogowski线圈传感头的研究与设计

电子式电流互感器以其具有高绝缘、无饱和、测量范围大等优良性能成为电流互感器新的发展方向。但是电子式电流互感器的传感头面临着环境温度、外电磁场等干扰问题和本身工艺上的制作难点等,使其推广应用还有待进一步研究改进。本文主要针对这些因素对Rogowski线圈传感头进行了分析和设计。本文对电子式电流互感器的理论基础进行了阐述,分类介绍和分析了基于光效应(法拉第磁光效应)和基于空心线圈(Rogowski线圈)的电子式电流互感器。根据本文的研究内容全面介绍了Rogowski线圈传感头电子式电流互感器的结构和各个部分的功能及其实现方法,重点在Rogowski线圈传感头的分析与设计上。根据电磁理论知识,分析了横截面为矩形和圆形的Rogowski线圈的传感原理,将其输出归结为统一的公式。分析了Rogowski线圈的两种工作状态(自积分状态和微分状态),以及在不同工作状态下的频率特性和拓宽线圈响应频率的方法,对其输出电压进行了分析。提出了Rogow...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

西华大学
西华大学

低功耗光电电流互感器的研究

电流互感器是电力系统中重要的计量、保护设备,其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。随着国民经济的发展,新的供电电压等级不断提高,系统的测量和保护精度要求不断提高,传统的电磁式电流互感器由于存在结构上的不足在运行中日益暴露出不可克服的缺点,难以达到数字化和智能化的要求。因此,新型的电子式电流互感器取代传统的电磁式电流互感器成为发展的必然趋势。光电电流互感器由于具有安全性能好、制造成本低、运行精度高、体积小、重量轻和维护成本低等优点,已成为目前国内外研究的热点。本文首先概述了国内外电子式互感器的研究现状以及电子式互感器的基本结构和工作原理。由于高压侧数据采集系统的供能是互感器目前研制过程中存在的最大障碍,因此在此基础上,综合考虑成本、可靠性、精度和实用性等方面设计了低功耗的光电电流互感器数据采集系统,从结构上根本解决高压侧的功耗问题,整个设计主要包括数据采集系统的信号处理硬件单元、数字变换控制单元和光纤传输单元等。...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

用于小电流测量的电子式电流互感器的研究与设计

电流互感器是电力系统中的重要设备,对电力系统的正常运行和精确计量起着十分重要的作用。随着国民经济的发展,各种供电电压等级不断出现,对电力系统的测量和保护精度要求不断提高。电子式电流互感器因其无比优越的特性势必替代传统的电磁式电流互感器。电子式电流互感器集现代电子技术和光学技术于一身,以其高精度、高稳定性、宽响应带宽和强抗干扰性能已被广泛应用于电力工程领域。 为了精确测量小电流(国际上称小于 1000 A 的电流为小电流),本课题设计了一种高精度电子式电流互感器,此电流互感器采用 Rogowski 线圈做传感头。鉴于目前 Rogowski 线圈的互感系数低,感应出的电压信号极其微弱的缺点,本课题采用新型材料并以新的制作方法研制出高互感系数、高精度 Rogowski 线圈。此外本课题还设计了一种新型模拟信号处理系统,即以一条通路同时完成对电流的测量和保护功能。本系统主要包括信号的放大、积分、滤波、调相等环节,由于各环节采用高精度元器...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁工业大学
辽宁工业大学

有源光纤交流电流互感器数据采集系统设计

在全球电网自动化、数字化飞速发展的背景下,基于光电检测新技术的电子式电流互感器已日益成为人们研究的热点。本文首先阐述了IEC60044-8标准和GB/T20840.7-2007标准中电子式电流互感器的系统架构信息,从传感头角度简要介绍了三种电子式电流传感器的工作原理与特点,指出以空心线圈为传感头的有源光纤电流互感器是目前最具有国产化和市场化前途的一种新型的电力测量设备。然后比较分析了模拟调制式、压频转换式和模数转换式三种信号采集方案,确定了基于MSP430F149超低功耗单片机的一次转换器信号采集方案。针对高压侧空芯线圈输出的微弱电压微分信号,设计了兼具放大功能的精密积分器电路,而积分放大后的正弦信号包含负半周不能直接送入单片机内部AD,因此设计了基于REF196GP的偏置电路,将正弦信号转换为单片机可以接受的单极性正电压信号。针对二次转换器则提出了基于MSP430F1611解调程序方案,使DA转换器输出信号通过滤波和二级移相电...  (本文共51页) 本文目录 | 阅读全文>>

《光学技术》2002年02期
光学技术

触点式光纤液位传感器传感头的制作及其应用

具体描述了触点式光纤传感头的制作过程和工作原理。对传感头的微观形状与反射率的关系进行了实验研究。应用这种传感头设计了一种光纤...  (本文共3页) 阅读全文>>

福州大学
福州大学

光学电压互感器传感头内电场优化设计

随着电力系统传输容量和电压等级的不断提升,以往的电压互感器暴露出了一些原理性的不足,例如绝缘性能差、体积庞大、电磁谐振、易磁饱和等问题,难以满足智能电网发展的需求。光学电压互感器(Optical Voltage Transducer,简称OVT)采用光学传感技术,可以克服上述缺陷,更符合我国智能电网的发展需求,具有良好的发展前景。但OVT仍有许多问题没有得到解决,例如应力线性双折射、温度漂移、光学器件连接的稳定性和内电场分布不均匀等,都会对测量结果造成影响,降低长时间运行的稳定性,制约了 OVT的实用化。针对OVT测量准确性和长时间运行的稳定性问题,本文以光学器件连接的稳定性和内电场分布不均匀问题为分析研究的重点,以现有的OVT结构为研究对象,全面系统地分析当OVT传感头内电场分布不均匀时,由于晶体和光路发生偏移时产生的测量误差,并针对两种不同的OVT结构分别提出了改善内电场分布和测量误差的方法。首先,本文全面分析了基于Pock...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>