【正文】 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 隨著中國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力技術(shù)也必須不斷發(fā)展，使得它能適應(yīng)中國(guó)農(nóng)工商業(yè)的用電需求。電力系統(tǒng)輸電容量的不斷擴(kuò)大，遠(yuǎn)距離輸電迅速增加，電網(wǎng)等級(jí)的不斷提高。為了使變電站自動(dòng)化的技術(shù)進(jìn)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(cè)量和監(jiān)控作用。 本文通過(guò)對(duì)幾種電壓互感器的結(jié)構(gòu)分析，比較其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇了阻容式電壓互感器作為本文的研究對(duì)象。通過(guò)初步電路設(shè)計(jì)，原理分析，參數(shù)計(jì)算，確定阻容式分壓式傳感器的結(jié)構(gòu)組成，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)，證明出其測(cè)量準(zhǔn)確度高，暫態(tài)相應(yīng)特性好，線性無(wú)飽和等一系 列優(yōu)點(diǎn)。然后通過(guò)有源光學(xué)電壓傳感器設(shè)計(jì)，使其滿足電力系統(tǒng)測(cè)控和繼電保護(hù)對(duì)電壓信號(hào)的取樣要求。最后通過(guò)對(duì)傳感頭和信號(hào)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(jìn)一步的保證和提高。 關(guān)鍵詞 ：電壓互感器； 計(jì)算； MATLAB 仿真 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 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. 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: tension transformer。 count。 MATLABsimilation 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 摘 要 ..................................................... I Abstract .................................................. II 1 緒論 ..................................................... 1 題目背景及目的 ......................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究狀況 ......................................... 1 2 電壓互感器原理 ........................................... 4 電壓互感器工作原理 ..................................... 4 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(jì)算 ...................... 7 電壓互感器的分類 ....................................... 9 3 電壓 互感器設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 11 計(jì)算依據(jù) .............................................. 11 鐵心設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................... 11 鐵心截面確定 .......................................... 12 繞組設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................... 15 4 阻容分壓型互感器 ........................................ 19 阻容分壓器 ............................................ 19 阻容分壓式互感器原理接線圖 ............................. 19 阻容分壓互感器的元件選擇及測(cè)量 ......................... 20 電阻元件的器件選擇及測(cè)量 .............................. 21 5 電子式電壓互感器的信號(hào)處理系統(tǒng) ........................... 22 引言 .................................................. 22 濾波電路 .............................................. 22 積分電路 .............................................. 22 模數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) .................................... 24 6 電磁兼容設(shè)計(jì) ............................................ 25 電磁兼容的分類 ........................................ 25 我國(guó)的電磁兼容技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 ............................. 25 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 部分電磁兼容技術(shù)介紹 .................................. 25 電磁兼容初步設(shè)計(jì) ...................................... 26 7 MATLAB 仿真 .............................................. 27 引言 .................................................. 27 仿真原理圖 ............................................ 27 仿真 參數(shù)設(shè)置 .......................................... 28 仿真波形 ....... .......................................31 總結(jié) ...................................................... 32 參考文獻(xiàn) .................................................. 33 致謝 ...................................................... 34 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 題目背景及目的 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)電力 的需求量越來(lái)越大、電壓等級(jí)越來(lái)越高，使得傳統(tǒng)電壓互感器 （ PT） 的體積越來(lái)越大、造價(jià)越來(lái)越高，同時(shí)也給 PT 的防爆和電力系統(tǒng)的安全帶來(lái)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(gè)重要課題，多年來(lái)人們一直在尋求可以替代傳統(tǒng)電壓互感器的電壓測(cè)量設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，通信技術(shù)，傳感技術(shù)的飛躍發(fā)展，電力系統(tǒng)控制保護(hù)技術(shù)也發(fā)生了重大的變化，傳統(tǒng)的電磁式繼電保護(hù)正轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)處理機(jī)分級(jí)監(jiān)控保護(hù)，在電網(wǎng)中心系統(tǒng)管理下，實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，組成智能化遠(yuǎn)動(dòng)終端，電壓傳感器在電力系統(tǒng)控制保護(hù)和監(jiān)控中起樞紐作用，因此現(xiàn)代電網(wǎng)的 發(fā)展對(duì)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(guò)電壓設(shè)計(jì)，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(wú)鐵磁飽和等優(yōu)點(diǎn)。 目前我國(guó)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(cè)量元件。電磁式電壓互感器可以說(shuō)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(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置等負(fù)荷，儀表和機(jī)電器的阻抗都很大，二次負(fù)荷電流小，且負(fù)荷一般都比較恒定。 PT 的容量很小，接近于變壓器空載運(yùn)行情況，運(yùn)行 中電壓互感器一次電壓不受二次負(fù)荷的影響，二次電壓在正常使用條件下實(shí)質(zhì)上與一次電壓成正比。但由于其適應(yīng)高電壓等級(jí)和耐雷電水平差和串聯(lián)諧振問(wèn)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(bǔ)償電抗器、阻尼器等部分組成。電容分壓器具有電磁電壓互感器的所有功能，同時(shí)可以兼作載波通信的耦合電容器之用；其耐雷沖擊性能也比一般的 PT 要優(yōu)越；同時(shí)CVT 不存在電磁式電壓互感器與斷口電容的串聯(lián)鐵磁諧振問(wèn)題。但以電容分壓作為工作原理的傳感頭不能解決暫態(tài)過(guò)程中瞬變響應(yīng)差的問(wèn) 題，此外，有源型光電傳感器在高壓端傳感頭部分采用電子線路實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的處理及模數(shù)和光電轉(zhuǎn)換，而這部分電子線路的供能必須依靠外界電源實(shí)現(xiàn)，所以工作電源穩(wěn)定可靠的獲取直接關(guān)系到該類傳感器的實(shí)用性。 國(guó)內(nèi)外研究狀況 在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，隨著變電站對(duì)互感器精度要求的不斷提高，依靠微機(jī)進(jìn)行邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)參量智能檢測(cè)是必然的結(jié)果，從而產(chǎn)生了電子式電壓互感器。 20 世紀(jì) 80 年代，發(fā)達(dá)國(guó)家的電氣公司就已投入大量人力和物力從事電子式電壓互感器的研發(fā)，加拿大 NxtPHASE 公司設(shè)計(jì)的光電式電壓互感器基于 Pockels效應(yīng) 。其導(dǎo)體上的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，并從光發(fā)射二極管中發(fā)射出光信號(hào)，且通過(guò)光纖。由傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)結(jié)合可進(jìn)行高精度電壓測(cè)試。國(guó)際著名公司 ABB 公司作為國(guó)際上提供標(biāo)準(zhǔn)化光學(xué)電流和電壓傳感設(shè)備的領(lǐng)先者之一，其中光電式電壓互感器使用光學(xué)傳感器，電壓范圍 至 550kV，使用了中空管成分絕緣體和 SF6氣體絕緣體，使體積小，并便于安裝。美國(guó)、日本、法國(guó)和前蘇聯(lián)等國(guó)先后研制出實(shí)用性的電子式互感器樣機(jī)，并掛網(wǎng)運(yùn)行取得成功。 九十年代以后，光學(xué)電力互感器的研究進(jìn)入實(shí)用化階段，美國(guó)、法國(guó)和日本等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家陸續(xù)公布了他們研制的 各種光學(xué)電力互感器運(yùn)行及鑒定數(shù)據(jù)。如 ABB 跨國(guó)公司、法國(guó) ALSTOM 公司、日本東電、東芝、住友等公司，研制出 123~765kV 的 OPT 系列產(chǎn)品，并有一批產(chǎn)品在許多國(guó)家的電力系統(tǒng)中投入使用。 而我國(guó)對(duì)電子式電壓互感器的研究起步較慢，于 20 世紀(jì) 80 年代，其中機(jī)電部26 所 ，清華大學(xué)，華中理工大學(xué)，上?？萍即髮W(xué)等對(duì)其做了較多的工作，取得了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)。 2021 年華中科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種光學(xué)電壓互感器。其對(duì)傳感頭的設(shè)計(jì)提出了模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，光路系統(tǒng)采用雙光路互補(bǔ)