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随着电力系统的发展,传统电磁式互感器日益暴露出其暂态性能差,易磁饱和,准确度低,绝缘困难的问题,越来越不能满足电力系统的要求。光电子技术、PC微机、单片机及数字处理器技术的兴起与成熟,为研制出高性能的电子式互感器奠定了基础,使电子式互感器的应用成为可能,而电子式互感器克服了传统电磁式互感器的缺点。随着数字化变电站的发展,通信系统需要一个统一的标准,来解决智能装置的互操作性等问题,而IEC61850标准能解决这个问题。基于IEC61850的电子式互感器更能适合电力系统和数字化变电站的需要,因此对其研究具有重要意义。
本文阐述了电子式互感器的研究现状以及分类,对各类的特点进行了分析,选定了电子式互感器的传感头方案,并对其原理进行了阐述。对选用的有源式电子式互感器的高压侧供电方案进行了设计,选用激光电源和母线取能组合使用的方案。对高压侧采集器进行了软硬件设计,按照低功耗,高准确性,高实时性的原则进行设计。按照合并单元的定义和功能要求,对合并单元进行软硬件设计,对其供电,CPU板,激光电源板,交流板,扩展板等硬件和板间通信方式进行设计,建立了一个 ARM加FPGA的样机平台。
本文阐述了IEC61850的发展和特征,对采样值传输在此标准内进行信息属性和信息服务建模,根据现阶段软硬件水平和IEC61850-9-1的不足,提出先实现IEC61850-9-2点对点通信的方式,待技术水平成熟后实现9-2总线方式通信的方法,并按照标准对其约定进行阐述和实现。
根据实验,本文设计的采集器和合并单元都能较好地完成其应有的功能,为实现基于IEC61850的电子式互感器提供了一个可行的方案。