【摘 要】
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电流互感器作为供电系统中检测计量、维护等环节的主要装置,是高压输电系统可稳定运行、安全有效送电的保障。但目前挂网运行的电流互感器易出现饱和、安装复杂、绝缘难度大等问题。光学电流互感器,具有测量波段宽、体积小、安装便捷等优点。目前新型磁光材料的研究也有了很大进展,但实际应用到电流互感器中的研究工作较少,鲜有对其响应特性的系统研究。同时,由于光学电流互感器在光电转换环节中容易引入噪声信号,严重影响了电
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电流互感器作为供电系统中检测计量、维护等环节的主要装置,是高压输电系统可稳定运行、安全有效送电的保障。但目前挂网运行的电流互感器易出现饱和、安装复杂、绝缘难度大等问题。光学电流互感器,具有测量波段宽、体积小、安装便捷等优点。目前新型磁光材料的研究也有了很大进展,但实际应用到电流互感器中的研究工作较少,鲜有对其响应特性的系统研究。同时,由于光学电流互感器在光电转换环节中容易引入噪声信号,严重影响了电流互感器的信噪比。为了解决上述问题,深入研究了光学电流互感器的传感单元材料和结构改进以及信号处理系统,主要工作如下:首先,采用高Verdet常数的TGG晶体设计了一款光学电流互感器,并对传感系统进行了理论推理,综合分析来自系统光电转换环节的低频噪声,为后续信号处理系统设计提供了理论依据。同时搭建了电流互感器测试平台,以测试传感器的特性。其次,设计了基于FPGA技术的信号处理系统,采用QuartusⅡ软件进行程序逻辑设计,并采用了Altera公司的EP3C55F484I7芯片作为信号处理系统的主控芯片。信号处理主要系统包括AD转换、数字信号调制、数字滤波器及通信接口等模块,并针对在光电转换环节出现的噪声进行滤波降噪处理。利用电流互感器测试平台构建了等效于0～5600A交直流母线周围磁场环境,对电流互感器进行了响应特性实验。实验表明,电流互感器传感系数为0.0683±0.0002,相较于同尺寸铽侣硼硅酸盐型电流互感器,灵敏度更高。通过FPGA信号处理系统有效降低了测量误差,提高了信噪比,可将测量误差控制在0.2%以内。实验结果表明设计的光学电流互感器传感特性良好,能够满足高压传输电网中对电流测量的要求。图53幅;表2个;参60篇。
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