【正文】 tem implementation. The test results have proven that the proposed system designed can perform the expected functionality of photoelectric current transformer at high voltage side and data munication between high and low voltage side. It can better meet the power system’ s requirements in the highspeed data processing, large data quantity and plex operation. It also has merit of being simple in structure and easier for modification. It is worth for further investigation. 目錄 摘要 Abstract 第一章緒論 課題的來(lái)源和意義 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 研究目標(biāo)和研究目標(biāo) 本章小結(jié) 第二章光電電流互感器高壓側(cè)電路的研究 光電電流互感器的基本原理 有源型 無(wú)源型 整體設(shè)計(jì)方案 本章小結(jié) 第三章光電電流互感器供能方案的研究 系統(tǒng)供能電源設(shè)計(jì)基本原理 高壓側(cè)電源系統(tǒng)的基本性能指標(biāo) 目前可行的供能方案的分析 雙電源供電方案 本章小結(jié) 第四章高壓側(cè)傳感器部分的理論及設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)接頭 濾波器環(huán) 節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換器 第五章傳輸部分的理論分析和設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)的電 /光轉(zhuǎn)換、發(fā)送 /接收及光纖連接器 光纖選擇 本章小結(jié) 第六章 結(jié)論和成果 總電路圖 仿真圖 參考文獻(xiàn) 致謝 課題的來(lái)源及意義 近年來(lái)，伴隨現(xiàn)代高壓、超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，電力系統(tǒng)正朝著大容量、高壓大電流方向發(fā)展，這就對(duì)電流測(cè)量裝置提出了更高的要求。 在研究和分析了各種電流互感器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文采用了有源型結(jié)構(gòu)中 ADC 式光電電流互感器設(shè)計(jì)方案。完成從高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、高低壓間光纖數(shù)據(jù)通訊直至低壓側(cè)數(shù)據(jù)恢復(fù)的研究和設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的電流測(cè)量裝置主要采用帶有鐵心的電磁式電流互感器，它的優(yōu)點(diǎn)在于 一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路中的負(fù)荷電 流，而與二次電流大小無(wú)關(guān)；電磁式電流互感器的二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，正常情況下接近短路狀態(tài)運(yùn)行，所以，一次側(cè)電流 I1 等于二次側(cè)的測(cè)量電流乘以額定互感比 K1。 因此光纖式電流互感器應(yīng)運(yùn)而生，全光纖電流互感器的優(yōu)點(diǎn)在于其具絕緣無(wú)油，五 SF6 或其他氣體，腔內(nèi)無(wú)任何機(jī)械裝置。不含鐵芯，消除了磁飽和，鐵磁諧振等問(wèn)題。時(shí)代的發(fā)展和對(duì)檢測(cè)技術(shù)的新要求讓電流檢測(cè)新技術(shù)這個(gè)課題變得越來(lái)越重要，亟待我們的研究和設(shè) 計(jì)。日本除研究 500kV． 1000kV 高壓電網(wǎng)計(jì)量用的光電電流互感器外，還進(jìn)行 500kV 以下的直到 6． 6kV 電壓等級(jí)的零序電流互感器的研究。 20xx 年，華中科技大學(xué)與廣東某公司合作研制的” O kV 光電電流互感器在梅州掛網(wǎng)試運(yùn)行。隨著光電子學(xué)的發(fā)展和成熟，國(guó)內(nèi)外很多大學(xué)和 科研 | 初構(gòu)不斷投 ^精力和物力研究光電式電流互感器。 本章小結(jié) 隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，許多科技發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把目光轉(zhuǎn)向利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)方法來(lái)發(fā)展新型的電子式電流互感器，簡(jiǎn) 稱光電電流互感器。有源型光電電流互感器的方框圖如圖 21 所示。兩個(gè)系統(tǒng)用光纖連接起來(lái)，高壓子系統(tǒng)包括傳統(tǒng)線圈、積分電路、高壓端供電電源、 A/D 轉(zhuǎn)換器、時(shí)序協(xié)調(diào)電路和 E/O、 O/E 轉(zhuǎn)換器。 （ 2） 積分器的設(shè)計(jì)。但是光纖技術(shù)現(xiàn)在還沒(méi)有達(dá)到用于互感器環(huán)境的要求，傳感光纖對(duì)環(huán)境具有十分敏感的線性雙折射現(xiàn)象，影響測(cè)量精度及穩(wěn)定性。 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)而簡(jiǎn)明的介紹了光電電流互感器的概念和分類，并給出了本文設(shè)計(jì)的總方案。 高壓側(cè)電源系統(tǒng)的基本性能指標(biāo) 安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行是電子式電流互感器應(yīng)該 達(dá)到的基本要求，同時(shí)，這也是對(duì)電子式電流互感器高壓側(cè)電源系統(tǒng)的最基本要求，因?yàn)殡娫词拐９ぷ鞯谋匾獥l件。 由于一次電壓相對(duì)電流來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，此方案的電源輸出也是比較穩(wěn)定的，但是設(shè)計(jì)該方法面臨著比母線電流供電 更大的困難，首先是如何保證取能電路和后續(xù)工作電路之間的電氣隔離問(wèn)題。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，但是蓄電池的壽命較短，而且由于放在高壓側(cè)，更換起來(lái)比較困難，因此在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中很少被采用。這里用的電流互感器是電磁感應(yīng)式的微型高精度電流互 感器，只是他的初級(jí)和次級(jí)繞組之間不必有特別高的絕緣要求；微型 CT 的二次側(cè)輸出是一個(gè)小的交流電壓信號(hào)。如果要同時(shí)滿足幅頻和相頻響應(yīng)兩方面的要求就更難了。因此，在設(shè)計(jì)移相電路時(shí)，必須要考慮這一因素。 在便攜式儀器設(shè)備中，往往 要求其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅具有速度快、精度高的特點(diǎn)，而且還要求其具有供電電壓低、體積小以及功耗小等特性。 DCLOCK 信號(hào)的下降沿可用來(lái)控制 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果在 DOUT 端的同步傳輸，大多數(shù)接收系統(tǒng)對(duì) DOUT 端轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)字位流的采集在 DCLOCK 的上升沿進(jìn)行。 數(shù)據(jù)的電 /光轉(zhuǎn)換、發(fā)送 /接收及光纖連接器 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，要通過(guò)光纖送到低壓側(cè)，所以首先要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所以要用到電光轉(zhuǎn)換器。采用光纖傳輸測(cè)得的數(shù)字信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)高低壓間的電器隔離，降低電磁干擾影響。 （ 2）實(shí)現(xiàn)了普通線圈傳感、 A/D 轉(zhuǎn)換和信號(hào)光纖傳輸相結(jié)合的電流互感器方案。 總的電路圖為 參考文獻(xiàn) [1]喬峨，安作平，羅承沐 .電式電流互感器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 21世紀(jì)互感器技術(shù)展望 .變壓器， 20xx，（ 2） :4043. [2]張德賽，羅道軍，彭劍 .國(guó)內(nèi)外光電式電流互感器研究現(xiàn)狀 .四川電力技術(shù)，1999，（ 2）： 5355. [3]平紹勛，黃仁山 .光電式電流互感器的現(xiàn)狀和發(fā)展 .高壓電器， 20xx,37（ 3）：4346. [4]孫振權(quán)，張文元 .電子式電流互感器研發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景 .高壓電器， 20xx，（ 5）： 376378. [5] Sasano T. Laser CT and PD for EHV power transmission lines. Electrical Engineering in Japan,1973,3(5):9198. [6]Cease TW ,Johonston magooptic current Transactions on Power Delivery,1900,5(2):548555. [7]王政平，康崇，張雪原 有源型光學(xué)電流互感器研究進(jìn)展。喻春軒。在本課題的研究過(guò)程中，導(dǎo)師在學(xué)習(xí)與生活中給予了我熱情的關(guān)懷與幫助。全光纖光學(xué)電流互感器研究進(jìn)展。采用穩(wěn)壓電路，當(dāng)特殊電流互感器獲取能量隨電網(wǎng)傳輸能量 變化而相應(yīng)變化時(shí)，仍能提供穩(wěn)定的電壓輸出。 本章小結(jié) 本章簡(jiǎn)要介紹了高壓側(cè)數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳輸?shù)降蛪簜?cè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以及光源和光纖的選擇。 比較目前常用的兩種固體光源有激光二極管 LD 和發(fā)光二極管 LED。即一次轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最多輸出兩次，一次從高位到低位，一次 從低位到高位。 %，工作電源在～ 范圍內(nèi)，采樣頻率最高可達(dá) 100kHz；在 供電和 100kHz 采樣速率下，其功耗僅為 ，而在 10kHz 低速采樣時(shí)的功耗僅為 ；在非轉(zhuǎn)換狀態(tài)時(shí)可處于關(guān)閉模式，此時(shí)功耗可低至 100μ W； ADS8320 具有同步串行 SPI/SSI 接口，因而占 用微處理器的端口較少；其差動(dòng)輸入信號(hào)范圍為 500mV～ VCC(工作電源 )；采用 8 引腳 MSOP 小體積封裝。