针对目前市场上电子式互感器及合并单元采样频率低的问题,且其技术研究和设备研制一直侧重于满足继电保护和变电站综合自动化的需要,导致输出的信号无法直接用于电能质量监测分析的现状,本次研究并设计了一种高采样频率的新型电子式互感器及合并单元。解决了目前电子式互感器的采样频率低且非2的N次幂的问题,使采样频率达到512点/周波,采样模块截止频率至少2.5KHz,能准确还原50次谐波,且采样精度达到0.2级准确度要求,满足了电能质量分析的需求。所以针对这种新型电子式互感器及合并单元,本文完成了以下工作:充分研究了目前电子式互感器及合并单元的研究现状及发展前景,在此基础上介绍了能够满足高采样频率的“罗氏线圈+LPCT”组合型电流互感器和同轴电容分压型电压互感器的传感原理,最后对其优势做了简要介绍。对满足电能质量分析需求的新型电子式互感器进行研究。首先,对电子式互感器的采集器部分做了模块设计,包括信号调理电路设计、A/D芯片选型、CPU芯片选型及电源模块设计。其次,基于信号调理电路对两种新型电子式互感器做了Matlab建模仿真分析,包括新型电子式互感器传感头等效电路、积分电路、滤波电路和移相电路,在积分电路中分别对模拟积分和数字积分进行Matlab仿真和对比研究,并设计了改进的复合积分器使其精度有所提高。最后提出并设计了一种新的二阶低通滤波电路,满足了对截止频率的要求。仿真结果显示,本次设计的电压-电流组合型电子式互感器满足高采样频率的需求。针对合并单元技术要求提出一种基于FPGA+ARM的合并单元硬件架构方案,研究了基于FPGA的数据还原模块、基于ARM的数据处理模块和基于IEC61850-9标准的以太网输出模块。主要对其数据还原模块进行研究与设计,其中包括解码校验模块、数据同步模块和FIFO数据排序模块,根据数据同步模块提出了一种新的同步采样算法,并利用Modelsim软件对每个模块进行仿真,验证了设计方法的正确性。其次对数据处理模块的数字滤波、均方根值及相位的计算、相位补偿等相关算法做了研究分析。最后介绍了以太网控制器的选型及其CS8900与ARM的硬件连接。验证本次电子式互感器及合并单元系统的正确性,对电压-电流组合型电子式互感器做了采样准确性测试和温度测试,对合并单元做了采样完整性测试和采样准确性测试,测试结果表明本次设计的电子式互感器及合并单元系统的各项性能指标均达到设计要求,满足了电能质量分析的需求。最后全文总结,提出进一步的研究计划。