高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì).doc

高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì),高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì)。
高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì)牟濤樣式樣式表格網(wǎng)格型
高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì)
牟濤周麗娟周水斌田志國
許繼電氣技術(shù)中心，河南許昌
摘要：本文提出了一種新型的高精度電子式電流互感器采集器的設(shè)計(jì)方法，采用了可編程增益放大器，對(duì)小信號(hào)進(jìn)行特殊處理，消除小信號(hào)時(shí)的噪聲干擾和本身的量化誤差，提高小信號(hào)采集的精度。同時(shí)通過多個(gè)采樣通道的切換技術(shù)，有效地提高了采集器的過載能力。采用數(shù)字方法進(jìn)行幅值和相位的校準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。輸出的數(shù)字信號(hào)遵循規(guī)約，能夠同時(shí)用作保護(hù)和測(cè)量。設(shè)計(jì)通過驗(yàn)證，精度達(dá)到了級(jí)，具備倍過載能力，并且具有較好的電磁兼容特性。
關(guān)鍵詞：可編程增益放大器電子式電流互感器智能變電站采集器

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引言
電子式互感器是智能變電站建設(shè)中重要的設(shè)備之一，采用先進(jìn)的電子技術(shù)對(duì)其實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行深入探討具有非常實(shí)際的意義。電子式電流互感器利用電子技術(shù)和光學(xué)及光電通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電流監(jiān)測(cè)，它具有無鐵芯、無磁飽和、動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了越來越多的關(guān)注。同時(shí)采用電子技術(shù)進(jìn)行模數(shù)的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，以光纖為信號(hào)傳輸介質(zhì)，還具有絕緣性能好、抗干擾能力強(qiáng)，精度和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，明顯地降低了高壓大電流互感器的體積、重量和制造成本。
我國電子式電流互感器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為，其輸出值為與一次電流成線性關(guān)系的低電平小信號(hào)電壓模擬量，也可輸出為與一次電流成線性關(guān)系的數(shù)字量�；ジ衅髦饕�分為一次側(cè)的羅氏線圈和二次側(cè)的采集器兩個(gè)大的部分，如圖所示，其中采集器是電子式電流互感器最關(guān)鍵的部分。

圖電子式電流互感器結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)中的電磁環(huán)境非常復(fù)雜和惡劣，因此采集器如何保證小信號(hào)時(shí)的采集精度是一個(gè)首要的問題。其次，互感器輸出的信號(hào)一般分為保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)兩種，二者對(duì)數(shù)據(jù)的要求不同，保護(hù)信號(hào)一般要求額定值倍的過載，而測(cè)量信號(hào)則要求達(dá)到的精度。在實(shí)際應(yīng)用中由于采集回路中轉(zhuǎn)換器件的特性所限，過載倍數(shù)和精度往往不能兼得。因此傳統(tǒng)的采集器的設(shè)計(jì)往往采用保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)獨(dú)立回路的方式，提高了設(shè)計(jì)成本的同時(shí)，還增加了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。此外，傳統(tǒng)的采集器往往通過硬件回路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行積分和實(shí)現(xiàn)幅值相位的校準(zhǔn)，由于實(shí)際器件不是理想器件，比較容易受到外界環(huán)境因素的影響。比如溫度的變化，電磁場的干擾，運(yùn)放的漂移，電容的泄漏與損耗等都會(huì)對(duì)硬件回路產(chǎn)生影響，從而影響采集數(shù)據(jù)的精度。
設(shè)計(jì)特點(diǎn)及原理
為了克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足，本文提出了一種新型的采集器設(shè)計(jì)方法，通過引入可編程增益放大器，對(duì)小信號(hào)進(jìn)行特殊處理，消除外