【正文】 本科畢業(yè)設計（論文） 電子式電壓互感器的方案設計與計算機仿真 學 院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 年級 班別 姓 名 指導教師 年 月 日 摘 要 隨著 中國社會主義經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力 技術 也必須不斷發(fā)展，使得它能適應中國農(nóng)工商業(yè)的用電需求。電力系統(tǒng)輸電容量的不斷擴大，遠距離輸電迅速增加，電網(wǎng)等級的不斷提高。為了使變電站自動化的技術進一步改善，互感器不斷的改良更新，使 二次系統(tǒng)起到更精確的測量和監(jiān)控作用。 常規(guī)電磁感應式電壓互感器 有著很多不可克服的缺點 ， 使新型電子式電壓互感器成為 當今世界的一個熱門研究方向，電子式電壓互感器結合了光纖通信和集成電路的一些特點，具有體積小，重量輕，頻帶寬，數(shù)字輸出，便于與計算機連接，性價比高，而且采用非磁性 材料作為傳感器，無飽和，無諧振，克服了傳統(tǒng)互感器先天不足的缺陷。 本文通過對幾種電壓互感器的結構分析，比較其 各自的優(yōu)缺點，最終選擇了阻容式電壓互感器 作 為本文的研究 對象 。 通過初步電路設計，原理分析，參數(shù)計算， 確定阻容式分壓式傳感器的結構組成 ， 通過 仿真和 實驗 ，證明出其測量準確度高，暫態(tài)相應特性好，線性無飽和等一系列 優(yōu)點 。然后通過有源光學電壓傳感器設計，使其滿足電力系統(tǒng)測控和繼電保護對電壓信號的取樣要求。 最后 通過對傳感頭和信號處理器的屏蔽，系統(tǒng)懸浮接地， 在電路板上的電源與地線間加去耦電容 等方法，使其 電磁兼容措施 得到 完善 ，讓 系統(tǒng)的可靠性得到進一步的保證和提高。 關鍵詞 ：阻容式分壓器；信號處理；電磁兼容性。 Abstract With socialism in China39。s rapid economic development, power technology must continue to develop, make it to the Chinese agricultural trade demand. Power transmission system capacity continues to expand, a rapid increase in longdistance power transmission, power grids levels rising. For substation automation technology to further improve the transformer constantly improved update so that the second system has played a more precise measurement and monitoring role Conventional electromagic induction voltage transformer have many Overe shortings, newconcept voltage transformer is a popular research direction of the world today. The electron type voltage transformer bined the some features of the optical fiber correspondence and integrated circuit, have the small volume, the light weight, the wide band of frequency, numeral output, linking with the puter easily, the good quality in low cost, and adopt the non magic material as sensor, have no saturation, have no resonance, overcame the traditional transformer inborn shortage. Based on several voltage transformer structure analysis and parison of their respective merits, finally chose the RCVT transformer, as this study. The initial circuit design, principle analysis, parameter calculation, to determine Rpressure sensor structure and Through simulation and experiment, has demonstrated this kind of AOVT has advantages of high accuracy, better transient response characteristics, well linearity and no saturation etc. Then through an ideal project in the design of AOVT, make it responsive to the power system protection and control of the voltage signal sampling requirements. Finally, the sensor and signal processor shielding, grounding suspension system, circuit filter into the methods, EMC measures to enable it to be perfect, so that the reliability of the system is further assured and improved. Keywords: resistorcapacitor type voltage divider。 signal processing。 electromagism patibility. 目 錄 1 緒 論 ......................................................... 1 題目背景及目的 ............................................. 1 國內(nèi)外研究狀況 ............................................. 2 論文構成及研究內(nèi)容 ......................................... 3 2 互感器結構及參數(shù)計算 ............................................. 5 電容式電壓互感器工作原理 ................................... 5 電阻式電壓互感器工作原理 ................................... 6 阻容分壓型互感器工作原理及參數(shù)計算 ......................... 7 3 阻容分壓型互感器計算機的仿真 .................................... 10 前言 ...................................................... 10 阻容分壓器暫態(tài)響應特性仿真 ................................ 10 不同元件對阻容分壓器輸出的誤差影響 ........................ 12 阻容分壓器的階躍響應仿真 .................................. 13 頻率對阻容分壓器的影響 .................................... 15 4 實驗部分 ........................................................ 17 試驗目的 ................................................. 17 試驗樣品介紹 ............................................. 17 阻容分壓互感器的元件 ..................................... 18 試驗儀器 .................................................. 19 安全要求 ................................................. 20 4． 6 實驗建模和實驗天氣條件 ................................... 21 波形觀察試驗 ............................................. 22 變比測試試驗 ............................................. 23 5 電子式電壓互感器的信號處理系統(tǒng) .................................. 27 引言 ..................................................... 27 濾波電路 ................................................. 27 積分電路 ................................................. 28 模數(shù)轉換環(huán)節(jié)的設計 ...................................... 30 6 電磁兼容設計 .................................................... 32 電磁兼容的分類 ........................................... 32 我國的電磁兼容技術標準體系 ............................... 32 部分電磁兼容技術介紹 ..................................... 32 電磁兼容初步設計 ......................................... 33 7 總結 ............................................................ 35 參 考 文 獻 ........................................................ 37 致 謝 ..........................................錯誤 !未定義書簽。 1 1 緒 論 題目背景及目的 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對電力的需求量越來越大、電壓等級越來越高，使得 傳統(tǒng)電壓互感器（ PT） 的體積越來越大、造價越來越高，同時也給 PT 的防爆和電力系統(tǒng)的安全帶來很大的困難。在高壓輸電系統(tǒng)中，絕緣和抗電磁干擾是兩個重要課題，多年來人們一直在尋求可以替代傳統(tǒng)電壓互感器的電壓測量設備。 隨著計算機的廣泛應用，通信技術，傳感技術的飛躍發(fā)展，電力系統(tǒng)控制保護技術也發(fā)生了重大的變化，傳統(tǒng)的電磁式繼電保護正轉變?yōu)槲C處理機分級監(jiān)控保護，在電網(wǎng)中心系統(tǒng)管理下 ，實現(xiàn)分級管理，組成智能化遠動終端，電壓傳感器在電力系統(tǒng)控制保護和監(jiān)控中起樞紐作用，因此現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展對電壓互感器不僅提出了 絕緣密封溫度熱穩(wěn)定安全可靠， 有良好的限制諧震過電壓設計， 還要求它具有高、低壓完全隔離，抗電磁干擾性能好，頻帶寬及無鐵磁飽和等優(yōu)點 [1]。 目前我國高壓及超高壓電力網(wǎng)廣泛采用 電磁式電壓互感器 PT 和 電容式電壓互感器CVT 作為電壓測量元件。電磁式電壓互感器 可以說是最初的互感器 ，其工作原理和變壓器相同，電壓互感器一次繞組并聯(lián)在 高壓電電網(wǎng)上，二次繞組外部并接測量儀表和繼電保護裝置等負荷，儀表和 機電器的阻抗都很大，二次負荷電流小，且負荷一般都比較恒定。 PT 的容量很小，接近于變壓器空載運行情況，運行中 電壓互感器一次電壓不受二次負荷的影響，二次電壓在正常使用條件下實質(zhì)上與一次電壓成正比 。但由于其適應高電壓等級和耐雷電水平差和串聯(lián)諧振問題，逐漸被電容式電壓互感器 CVT 所取代。 利用電容分壓器作為傳感頭的互感器， 主要由電容分壓器、中間變壓器、補償電抗器、阻尼器等部分組成。電容分壓器具