题目:有源电子式电流互感器供能电路及校验仪的设计与实现

2020-12-11 00:11发布

  摘要

随着电力系统向高电压、大容量和数字化方向发展,传统的电磁式互感器由于具有磁饱和、铁磁谐振及易燃易爆等缺点,已很难适应电力系统的发展。因此可靠的、高精度电子式电流互感器是必然的发展趋势。电子式电流互感器分为有源式和无源式两种,有源式是目前最接近实用化的一种方案,而其高压侧电路的供能问题是其研制技术的一个关键。新型电子式互感器的研制工作已经进入实用化阶段,对电子式互感器校准的需求日益迫切。本文第一部分主要研究特制线圈供能方案。首先对线圈绕线匝数与最小启动电流间的关系进行了分析,接着从提供最大负载功率的角度对供能电路各个环节的参数进行选取,提出了相应的方案,并通过实测验证了方案的合理性与可靠性。该方案在实验室内进行了测试,结果表明:当母线电流在12.5A时,即可提供590mW的功率,且各路电源的纹波峰峰值均不超过140mV,能够满足高压侧电路的需要。本文第二部分的主要内容是互感器校验仪设计,文中分别用PCI采集卡和以DSP为核心的处理电路两种方式实现了校验仪。用PCI采集卡实现校验仪主要是算法设计,本文采用新型滤波算法和最小二乘算法测得基波频率,并采用FFT算法和“内插公式”求得各次谐波的幅值和相位。算法的最大幅值误差不超过 0.013% 最大相位误差不超过 0.3’。以DSP为核心的处理电路实现的ECT校验仪由光耦隔离部分、A/D转换部分、多路选通部分和相应的时序选择部分实现了测量信号和标准信号的合并,合并后的信号通过SPI模块通入到 DSP 中;DSP中采用准同步和DFT相结合的算法求得标准信号和待测信号的基波幅值和相位,并求出比差和角差;最后,由DSP控制显示模块实现了比差和角差的显示。准同步DFT算法的幅值误差小于0.0034%,相位误差小于0.090’,整个装置能满足0.1级标准。