高精度電子式電流互感器采集器的設計.doc

高精度電子式電流互感器采集器的設計,高精度電子式電流互感器采集器的設計。
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高精度電子式電流互感器采集器的設計
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計方法，采用了可編程增益放大器，對小信號進行特殊處理，消除小信號時的噪聲干擾和本身的量化誤差，提高小信號采集的精度。同時通過多個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)字方法進行幅值和相位的校準，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。輸出的數(shù)字信號遵循規(guī)約，能夠同時用作保護和測量。設計通過驗證，精度達到了級，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中重要的設備之一，采用先進的電子技術(shù)對其實現(xiàn)方式進行深入探討具有非常實際的意義。電子式電流互感器利用電子技術(shù)和光學及光電通信技術(shù)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)電流監(jiān)測，它具有無鐵芯、無磁飽和、動態(tài)響應范圍大等優(yōu)點，近年來得到了越來越多的關(guān)注。同時采用電子技術(shù)進行模數(shù)的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，以光纖為信號傳輸介質(zhì)，還具有絕緣性能好、抗干擾能力強，精度和可靠性高等優(yōu)點，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)行標準為，其輸出值為與一次電流成線性關(guān)系的低電平小信號電壓模擬量，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)境非常復雜和惡劣，因此采集器如何保證小信號時的采集精度是一個首要的問題。其次，互感器輸出的信號一般分為保護信號和測量信號兩種，二者對數(shù)據(jù)的要求不同，保護信號一般要求額定值倍的過載，而測量信號則要求達到的精度。在實際應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)的采集器的設計往往采用保護信號和測量信號獨立回路的方式，提高了設計成本的同時，還增加了系統(tǒng)的故障點。此外，傳統(tǒng)的采集器往往通過硬件回路對模擬信號進行積分和實現(xiàn)幅值相位的校準，由于實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，運放的漂移，電容的泄漏與損耗等都會對硬件回路產(chǎn)生影響，從而影響采集數(shù)據(jù)的精度。
設計特點及原理
為了克服傳統(tǒng)設計中的不足，本文提出了一種新型的采集器設計方法，通過引入可編程增益放大器，對小信號進行特殊處理，消除外