电流互感器是电力系统中重要的计量、保护设备,其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。随着国民经济的发展,新的供电电压等级不断提高,系统的测量和保护精度要求不断提高,传统的电磁式电流互感器由于存在结构上的不足在运行中日益暴露出不可克服的缺点,难以达到数字化和智能化的要求。因此,新型的电子式电流互感器取代传统的电磁式电流互感器成为发展的必然趋势。光电电流互感器由于具有安全性能好、制造成本低、运行精度高、体积小、重量轻和维护成本低等优点,已成为目前国内外研究的热点。本文首先概述了国内外电子式互感器的研究现状以及电子式互感器的基本结构和工作原理。由于高压侧数据采集系统的供能是互感器目前研制过程中存在的最大障碍,因此在此基础上,综合考虑成本、可靠性、精度和实用性等方面设计了低功耗的光电电流互感器数据采集系统,从结构上根本解决高压侧的功耗问题,整个设计主要包括数据采集系统的信号处理硬件单元、数字变换控制单元和光纤传输单元等。其次,本文采用Rogowski线圈作为高压电力线上保护通道的传感头,将Rogowski线圈的输出数字化后,通过光纤传送到低压端恢复成原来的模拟信号,实现对高压侧电力母线电流的测量。第三,信号处理电路主要完成对采集前端信号进行转换和处理,该部分的硬件设计,主要包括信号的积分、滤波、极性变换等部分,围绕系统低功耗设计思想进行芯片选型和信号处理电路的设计,同时将系统的各功能模块先在OrCAD/PSpice中仿真,符合设计要求后再进行电路的设计,以便及时发现问题并改进电路,使系统在实现相应指标的前提下功耗降到最低。数字变换单元采用TI公司的超低功耗单片机MSP430实现控制,其丰富的片内外功能模块和超低功耗的性能完全满足本系统所要达到的要求,多种工作模式的转换能将功耗降到最低,同时其软件平台IAR Embedded Workbench能经济、方便的进行相应软件的设计和调试,便于系统的开发,系统的软件部分主要包括温度监测、A/D采样控制、CRC校验和异步收发等功能模块。设计中采用16位微功耗高速芯片ADS8325作为A/D转换器,保障了数据采集的精确性、实时性和系统的低功耗性能;采用低功耗、低成本、高性能的MSP430F149芯片做控制器件,降低了系统的功耗提高了控制器的性能;利用光纤数字传输系统实现高压部分和低压部分的完全电气隔离和实现信号传输,提高了信号传输的抗干扰性;设计了低功耗的光纤发射驱动电路。作者对本文设计的系统进行了硬件测试和软件测试,给出了测试结果并对误差进行了分析。论文最后对全文所做的工作进行了总结,提出有待进一步研究和解决的问题。