刘丰[1]2003年在《混合式光纤电流互感器的设计》文中研究说明电流互感器作为电力系统中的重要设备，对电力系统的正常运行和电力的精确计量有非常重要的作用。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，电子式新型电流互感器替代传统的电磁式电流互感器是必然的趋势。混合式光纤电流互感器集现代电子技术和光学技术于一体，以其高精度、高可靠性、宽响应带宽等特点已逐渐为电力工程领域所接受。本文针对目前电力工业对电子式电流互感器的要求，设计了可以可靠工作、满足国家标准规定的混合式光纤电流互感器。采用Rogowski线圈作为高压电力线上的传感头，将Rogowski线圈的输出数字化后，通过光纤传送到低压端恢复成原来的模拟信号，实现对高压电力母线电流的测量。系统采用CPLD实现整个工作电路的时序发生和同步协调，利用光纤实现高压部分和低压部分的完全电气隔离和实现信号传输，采用单片机技术实现混合式光纤电流互感器专用数字显示仪表的设计。实验证明，采用这种方法设计的混合式光纤电流互感器工作可靠、电路和光路简单，比差和相差都能够很好地满足国标中对0.2级电流互感器的要求，动态响应速度、带宽等性能都明显优于传统的电磁式电流互感器，已经进入实用化阶段。
赵永磊[2]2004年在《光电式电流互感器及其通信方案的研究》文中研究说明电流互感器作为电力系统中的重要设备,对电力系统的正常运行和电力的精确计量有非常重要的作用。随着国民经济的发展,新的供电电压等级及系统的测量和保护精度要求不断提高,光电电流互感器替代传统的电磁式电流互感器是必然的趋势。但是光电互感器与传统互感器的输出接口有很大的不同,因此,有必要为光电互感器设计合理的输出接口。同时,光电互感器与光纤通信技术及计算机技术相结合组成光纤局域网应用于电力系统,是变电站综合自动化的一个发展方向。本文采用先进的电子设计自动化(Electronic Design Automation EDA)技术、通信技术、计算机技术设计了一套光电电流互感器的数字输出接口电路和配套的监视软件,并提出了一种基于光码分多址 OCDMA (Optical code Division Multiple Access OCDMA)技术的光纤局域网方案。本文的设计及研究分为叁个部分。第一部分为互感器数字接口的硬件电路设计,采用了复杂可编程逻辑器件 CPLD (Complex Programmable Logic Device)和超高速集成电路硬件描述语言 VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)进行设计,通过 VHDL 描述,设计了编码、存储、控制、串行通信为一体的电路,最后监测数据通过 RS-485 总线传送方式输出到计算机的 RS-232 串行口上。第二部分为配套的监视软件设计,基于 VB6.0 软件平台进行开发,运用通信控件 MSComm 与硬件电路进行通信,采用 Access 数据库对数据进行保存、查看等操作,同时对监测数据进行显示及越限报警等操作,并将数据通过网络传送到控制中心。第叁部分为变电站光纤局域网的研究,提出了一种基于 OCDMA 技术的光纤局域网方案,介绍了 OCDMA 技术的原理及关键技术,并提出了一套用于变电站通信的 OCDMA 光纤局域网的组网方案。集光电互感器、光纤通讯技术和微机于一体的光纤局域网应用于电力系统是变电站自动化未来的发展趋势。开创了未来光纤化变电站的美好前景。
付烈[3]2004年在《混合式光纤电流互感器电源的研究》文中研究指明电流互感器作为电力系统中的重要设备，对电力系统的正常运行和电力的精确计量有非常重要的作用。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，电子式电流互感器替代传统的电磁式电流互感器是必然的趋势。混合式光纤电流互感器就是其中一种，但是它属于有源式的，高压侧电子、光电子器件的供能问题就成了要解决的关键问题。本文针对目前光电混合式电流互感器的高压侧电源的要求，提出了光推动和在线式电源两个方案。对于光推动电源由于目前激光光源寿命短以及成本高的原因，仅提出了理论解决方案。对在线式供能方案提出了理论依据和电路实现。我们根据电磁感应原理，用线圈直接从高压母线上提取能量，但是母线电流变化范围大，根据安培环路定律，采用补偿方式，将多余的母线电流通过补偿绕组补偿掉，使激磁电流保持不变，各电源绕组感应电势保持相对稳定。补偿绕组的电流大小通过控制电路控制，控制电路的信号通过控制绕组采样于母线。实验证明，采用这种方法设计的在线式电源，能使混合式光纤电流互感器可靠工作，并在4台样机中应用。
郑哲[4]2001年在《一种光驱动混合式高压光纤电流互感器的研究》文中进行了进一步梳理介绍了光纤电流互感器的基本理论，指出了目前使用的传统高压电流互感器CT（Current Transformer）的缺点，研究了光纤电流互感器的基本组成系统，借助光电子与微处理技术的最新成果，设计和制作了一种新型的光驱动混合式高压光纤电流传感器，在实验室中成功地测量了模拟的大电流，通过了高低温实验，并分析了实验结果和实验误差。从而为光纤电流互感器的推广开辟了新路。 光驱动混合式高压光纤电流传感器，采用Rogowski线圈与光电子技术相结合的方法，共由叁部分组成：第一部分是传感头及积分电路，其输出电压信号正比于高压线路的被测电流。第二部分是电压/频率转换器，它将电压信号转换为频率调制信号，并驱动安装在高压端的发光二极管，进而转换为光脉冲信号，通过光纤传输到低压端，在光纤出射端经光电二极管转换为调频信号由信号处理电路还原。第叁部分高压端工作电源，它通过系统低压端的光驱动来完成。 这种传感器既有传统CT可靠性高的长处，又因采用光纤技术而具备绝缘性好、体积小、造价低的优势。能够更好的实现高压电网的实时在线测量。在目前全光纤电流传感器性能尚不稳定的情况下，混合式光纤电流传感器成为替代传统CT的良好的过渡型产品，具有广阔的市场开发前景。
武春秀[5]2006年在《光电转换电源数字稳压控制方法的研究》文中进行了进一步梳理电流互感器是电力监测中的重要测量仪器,随着光纤通信技术与集成电子技术的发展,混合式光纤电流互感器必将成为传统电流互感器的换代产品。混合式光纤电流互感器的关键技术之一即是高压侧电子电路的供电电源问题,光电转换电源恰恰可以很好地解决这个问题。光电转换电源是光传能技术中的关键部件,具有良好的抗电磁干扰、抗辐射干扰的性能,是一种安全、洁净的电能装置。该装置主要应用于电力系统、医疗器械、航空航天、光纤通讯等测量领域。电源输出电压的稳定性是评价电源优劣的一个重要指标。光电转换电源主要由激光器及驱动电路、传输光纤、光电转换器和DC-DC变换模块组成,其稳压措施主要集中在激光器的恒功率控制上。但事实证明,随着负载的变化,光电转换电源输出端的电压是不稳定的,因而采用何种方法确保在负载变化的情况下电源输出仍是稳定的就成了光电转换电源研究的一个重要问题。本文对光电转换电源的研究方案、现状及其存在的问题,特别是光电转换电源作为混合式光纤电流互感器高压侧的电子线路的电源情况及问题进行了广泛而深入的调研。在此基础上提出了直接采集光电转换电源输出端的电压,通过数字控制实现其稳压的方法。本文对这一方法进行了深入的分析,并且给出了具体实现方案。本文所述系统由叁部分组成:数据采集系统、光纤通信系统和数据处理系统。数据采集和处理系统均以单片机作为核心控制器。在数据处理系统中采用了工业中常用的数字PID控制方法,结合光电转换电源的实际情况提出并且通过编程实现了符合系统要求的PI控制方法。数据采集与处理系统间的通信采用光纤通信的方式。数据处理系统与计算机相连,采用VB6.0编写了上位机的程序,使得控制参数的设定可以通过计算机来完成,保证了采用此种稳压控制方法的光电转换电源的通用性。
李澎[6]2003年在《光电电流互感器供能电路的研究》文中研究说明随着电力系统向高电压、大容量和数字化方向的发展，必然对电力系统的测量装置提出更高的要求。而传统的电磁式电流互感器具有磁饱和、铁磁谐振及易燃易爆的固有缺点，已很难适应电力系统的发展。因此研究以混合式光电电流互感器为代表的可靠的、新型的高精度电流互感器也成了大势所趋。混合式光电电流互感器的高电位侧电路供电问题是其研制技术的一个关键。论文在本教研组研制的一种新型的220kV混合式光电电流互感器的基础上，对光电电流互感器的供能问题进行深入的研究。本文对国内外关于光电电流互感器的研究状况，特别是光电电流互感器的供能电路的研究现状作了广泛调研。并在调研和本课题组原有技术的基础上，设计、完善并实现了特制线圈供能和激光供能两种混合式光电电流互感器的设计方案和整体结构。论文首先介绍了一种采用特制线圈供能方案的混合式光电电流互感器。该供能方案利用特制线圈的饱和特性，将母线电流大致在10A~720A的电流感应约为8V~40V的电压能量，利用整流桥将交流电变为直流电后，由DC-DC变换器件将其转换为两路不共地的+5V和一组±12V电压供给后端传感头。另外，为了防止在母线大电流情况下，特制线圈感应电压过大导致后端电路烧毁，为电路增加了过电压保护、电压监控保护和能量泄放电路，起到保护器件的作用。为了减小电源的纹波，还专门对电路板进行了优化设计。实验结果表明：该电源部分能够很好地为光电电流互感器的高电位侧电路提供满足要求的约200mW的能量。论文还在深入研究大功率激光光源和光电池特性的基础上，实现了一种利用激光供能的混合式光电电流互感器。其供能部分由低电位侧的大功率激光光源产生激光输出，经光纤将激光能量传输到达高电位侧的光电池，再由光电池进行光功率到电功率的光电变换后，由后级DC-DC将光电池输出的电压转换成满足光电电流互感器传感头部分所需的电压输出。通过研究微功耗DC-DC器件，提出了可同时应用于特制线圈供能和激光供能的高性能DC-DC变换方案。
汪剑[7]2006年在《电子式电流互感器及其与变电站自动化系统接口的研究》文中进行了进一步梳理电流互感器是电力系统中测量电量、电能计量和继电保护的重要设备,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,传统电磁式电流互感器暴露出不可克服的缺点,有源光纤电流互感器是集电子技术和光学技术为一体的新型电流互感器,它是电子式电流互感器的一种,其高精度、高可靠性、宽频带等特点已经让它逐渐成为电力行业电磁式电流互感器的替代品。本文针对目前电力工业对电子式电流互感器的要求,设计出了能可靠工作并且满足国家标准规定的有源光纤电流互感器。本文采用Rogowski线圈作为互感器高压电力线上的传感头,将Rogowski线圈的输出数字化后,通过光纤传送到低压端,然后根据需要可以分别实现测量电流的数字输出和模拟输出。整个系统采用CPLD芯片实现工作电路的时序控制和同步协调,利用光纤实现高压部分和低压部分的完全电气隔离和信号传输。利用DSP芯片的强大功能实现信号的数字积分和数字滤波等功能。IEC 61850是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系,它使用了面向对象建模技术并具有面向未来的开放的体系结构,它的目标是实现不同厂商生产设备的互操作性。本文讨论了电子式电流互感器是如何基于IEC 61850-9-1实现和间隔层智能电子设备之间的接口和通信的。对于间隔层保护设备的正确动作和测量精度来说,合并单元的同步异常重要。本文设计了一种遵循IEC 61850标准的合并单元实现同步的新方法。新型电子式电流互感器的应用对变电站自动化系统的构成模式必将产生深远影响。
张玉红[8]2006年在《Rogowski线圈电流互感器的仿真分析与设计》文中研究表明论述了国内外电流互感器的发展现状，并详细阐述了Rogowski线圈测量电流的原理及其等效电路模型。基于传输线分布参数模型，提出了较精确的Rogowski线圈仿真等效动态模型，并建立了其离散时间等效电路模型。该仿真模型具有最简单的电路结构和数学描述。此模型可对均匀和非均匀绕包Rogowski线圈电流互感器作精确的仿真。通过实验仿真验证了此模型的正确性。利用分裂法研究了应用该模型对Rogowski线圈的仿真方法。所提出的方法可解决由于RLC电路级联数的增多而带来的仿真计算量大和难度高等问题。提出的仿真方法简单、计算量少和易于实现编程，为Rogowski线圈电流互感器的研制提供了有效的分析和实验手段。研究了基于RLC简单电路模型分析Rogowski线圈频率特性时存在的局限性。利用Rogowski线圈的分布参数电路模型对其频率特性进行仿真分析，结果表明：基于RLC简单电路模型给出的自积分型Rogowski线圈的频带宽度确定公式并不能完全反映线圈的实际频率特性。探讨了拓宽Rogowski线圈频带宽度的两种方法，通过仿真验证了两种方法各自存在的优缺点。由于Rogowski线圈的输出电压幅值都很小，一般当输入电流为几安培时，输出电压为几十微伏。这增加了输出端信号采集的难度。通过改变Rogowski线圈骨架结构，设计了用于测量电网工频电流的Rogowski线圈互感器。其输出电压得到了大大的提高，当输入电流为几安培时，输出电压可达到几毫伏。通过仿真验证了所设计的工频Rogowski线圈可以满足电网电流的测量要求。给出了测量工频电流的Rogowski线圈互感器的积分电路和V/F信号转换电路的原理图，并对其性能进行了理论分析。本次设计的工频Rogowski线圈互感器为今后Rogowski线圈电流互感器装置的研制提供了实验基础和理论依据。
张丹[9]2009年在《光电混合式电流互感器低压侧单元的研究》文中研究表明电流互感器是电力系统中用于继电保护和电测量的重要设备,其精确度和可靠性对电力系统的安全、稳定和经济运行有着重要影响。光电式电流互感器和传统的电磁式电流互感器相比有很多突出的优点,必将得到广泛的应用。低压侧是光电混合式电流互感器的重要组成部分,它将直接影响到系统的可靠性与精确度,是本文研究的重点。本文研究了各类电流互感器的原理与优缺点,提出了一种光电混合式电流互感器的设计方案,对各部分的原理与实现都做出了详细的分析,主要完成了对低压侧部分的研究设计与实现。鉴于FPGA具有高集成度、高速度和高可靠性的特点,DSP具有强大的运算能力,本设计综合了二者的优势,提出了以FPGA+DSP的系统来实现光电混合式电流互感器低压侧的整体设计方案。本文中详细介绍了低压侧硬件系统的电路设计,芯片的选择以及各部分电路的设计实现与调试。同时对软件系统的构成与编程思路做了具体的阐述,其中包括位同步信号的提取、数据的曼彻斯特解码、起始码的检测与信息码的提取、CRC校验、叁相信号恢复以及数据实时输出等。最后对整体系统进行了软件的仿真测试与硬件调试,验证系统的功能实现。经验证该系统设计可以实现光电混合式电流互感器低压侧单元的预定功能。FPGA+DSP的系统方案集成二者的优势,可较好的满足电力系统中数据处理的高速度、高数据量、复杂运算等要求,并具有结构简单、方便修改的优点,具有一定的研究价值。
杨红伟[10]2007年在《有源型光电电流互感器的研究》文中提出传统的电流互感器受其自身机理的限制,已难以满足现代电力系统在线检测、高准确度故障诊断、计算机控制与管理等发展需要。而光电电流互感器具有动态范围大、测量精度高、频率响应范围宽、体积小、重量轻,节约空间、抗干扰性好、安全性能高等优点,顺应了电力系统的测量、控制和保护向数字化、微机化和智能化方向发展的要求,成为电流互感器发展的主流趋势。本文首先简单地介绍了传统电流互感器的概念和发展概况,然后介绍了光电电流互感器的研究现状、发展概况。探讨了光电电流互感器的设计原理,最后给出了有源型电流互感器的详细设计方法。通过对各种电源优劣的比较,综合小型电流互感器(TA)在线供能和电池供能的优点,提出了TA在线采集电压信号驱动电池管理电路、锂离子电池供电的方案。采用依据法拉第定理的Rogowski线圈作为传感头,提高了测量精度,从根本上解决了传统电流互感器易饱和的缺陷。传感电路采用光纤传输,传送速率高,误码率低,绝缘性能好,无危险。FPGA为D/A转换提供时序并协调D/A转换与高压端的A/D转换,保证了数据的准确传输。低压侧采用DSP芯片对信号进行处理,以便于实现测量、控制、保护的数字化、智能化。最后,对研究内容作出总结,指出研究的不足之处,并展望了该领域的研究方向。
参考文献：
[1]. 混合式光纤电流互感器的设计[D]. 刘丰. 燕山大学. 2003
[2]. 光电式电流互感器及其通信方案的研究[D]. 赵永磊. 燕山大学. 2004
[3]. 混合式光纤电流互感器电源的研究[D]. 付烈. 燕山大学. 2004
[4]. 一种光驱动混合式高压光纤电流互感器的研究[D]. 郑哲. 燕山大学. 2001
[5]. 光电转换电源数字稳压控制方法的研究[D]. 武春秀. 哈尔滨工业大学. 2006
[6]. 光电电流互感器供能电路的研究[D]. 李澎. 清华大学. 2003
[7]. 电子式电流互感器及其与变电站自动化系统接口的研究[D]. 汪剑. 华中科技大学. 2006
[8]. Rogowski线圈电流互感器的仿真分析与设计[D]. 张玉红. 哈尔滨工业大学. 2006
[9]. 光电混合式电流互感器低压侧单元的研究[D]. 张丹. 沈阳工业大学. 2009
[10]. 有源型光电电流互感器的研究[D]. 杨红伟. 浙江工业大学. 2007
标签：电力工业论文; 电流互感器论文; 高压电源论文; 光电转换论文; 光电式传感器论文; 电路仿真论文; 光纤带宽论文; 电源论文;