【正文】 電子電路工作的基本保障。 高壓側(cè)電路主要有傳統(tǒng)線圈、過濾器、A/D轉(zhuǎn)換等，在互感器低壓側(cè)，靈活的電路設(shè)計(jì)，除了從光數(shù)字信號(hào)中恢復(fù)出數(shù)字電流信號(hào)外，還可以通過數(shù)字信號(hào)電路的處理，便于與微機(jī)保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制裝置及其它數(shù)字儀表進(jìn)行通信和電流數(shù)字信號(hào)的傳送，也可以輸出模擬電流信號(hào)，以便與傳統(tǒng)的儀器儀表對(duì)接，利用數(shù)字信號(hào)處理電路還可以組成光電式電壓和電流的復(fù)合式互感器，以及將保護(hù)和控制集成在一起，也有利于向智能化互感器方向發(fā)展。，因?yàn)橛性葱凸怆婋娏骰ジ衅鞯闹谱麟y點(diǎn)在電子學(xué)上易于克服，而無(wú)源型光電電流互感器的雙折射現(xiàn)象及費(fèi)爾德常數(shù)問題目前還沒有找到解決的途徑，因此本文決定采用有源型光電電流互感器作為本文設(shè)計(jì)的目標(biāo)。另外光纖材料的費(fèi)爾德常數(shù)不夠大且隨溫度變化較大，也影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。雖然有的提出了校正時(shí)的數(shù)值。其系統(tǒng)框圖如圖25所示： 全光纖型光電電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是傳感頭結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，比無(wú)源的容易制造，精度和壽命與可靠性比無(wú)源型要高。其缺點(diǎn)是光學(xué)器件制造難度大，測(cè)量的高精度不容易達(dá)到，尤其是此種電流互感器受費(fèi)爾德（Verdet）常數(shù)和線性雙折射影響嚴(yán)重，而且前尚沒有更好的方法能解決Verdet常數(shù)隨溫度變化和系統(tǒng)的線性雙折射問題，所以很難實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。無(wú)源型光電電流傳感器系統(tǒng)框圖如圖24所示：無(wú)源型結(jié)構(gòu)今年來比較盛行。（3） 供電電源的設(shè)計(jì)。有源型光電電流互感器的技術(shù)難點(diǎn)是：（1） 傳感頭去信號(hào)繞組的制作。（2）高壓部分的功耗較?。?）低壓端具有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種輸出，與光通信系統(tǒng)兼容，給未來的電力通信帶來良機(jī)。在低壓子系統(tǒng)將接受到的光信號(hào)反變換成電信號(hào)，經(jīng)過放大送入儀器儀表。低壓子系統(tǒng)包括O/E、E/O轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)序發(fā)生電路和信號(hào)處理電路。（2）A/D轉(zhuǎn)換式光電電流互感器A/D轉(zhuǎn)換式光電電流互感器的結(jié)構(gòu)框圖如圖23所示：整個(gè)系統(tǒng)分為高壓子系統(tǒng)和低壓子系統(tǒng)兩個(gè)部分。目前的集成V/F和F/V變換電路，比如Analog Device公司的ADVFC32芯片能夠通過引腳連接方式不同實(shí)現(xiàn)V/F變換或者用于F/V變換，精確度也不錯(cuò)（%）。電脈沖信號(hào)經(jīng)過電光變換器件（E/O變換）后，變?yōu)楣庑盘?hào)，經(jīng)過光纖傳到低壓端，低壓端的光電轉(zhuǎn)換器件（O/E轉(zhuǎn)換）將光信號(hào)還原成電信號(hào)，再經(jīng)過頻壓轉(zhuǎn)換電路即F/V轉(zhuǎn)換部分通過信號(hào)處理單元最后進(jìn)行顯示。有源型光電電流互感器可以分為兩種：壓頻轉(zhuǎn)換式和A/D轉(zhuǎn)換式。所謂有源型光電電流互感器乃是高壓側(cè)電流信號(hào)通過采樣傳感頭，將電信號(hào)傳遞給發(fā)光元件而變成光信號(hào)，再由光纖傳遞電壓側(cè)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換變成電信號(hào)輸出。第二章光電電流互感器高壓側(cè)電路的研究光纖電流互感器從傳感頭有無(wú)電源供電可分為無(wú)源OCT和有源OCT兩大類。除此之外，光電式電流互感器還可以用于一些其他場(chǎng)合，比如便攜式電流互感器、高頻電流測(cè)量、沖擊大電流測(cè)量等。光電電流互感的特點(diǎn)和工作原理能夠很好的滿足我國(guó)當(dāng)前和未來的電力系統(tǒng)電流檢測(cè)的需要，是電流檢測(cè)新技術(shù)中發(fā)展前景特別好的一個(gè)方向。此外，還需要另一個(gè)換線圈來提供電路部分的電源。內(nèi)容：一種新型的電流互感器的想法油然而生，它的體積不隨電壓等級(jí)的提高而增大,只要讓二次側(cè)與地面絕緣就可以了，為此可以使用光纖作為信號(hào)傳輸介質(zhì)，傳感頭采用電磁式互感線圈從輸電線感應(yīng)出電流，在對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行處理，包括濾波、邏輯變換、AD轉(zhuǎn)換、功率放大。 、研究?jī)?nèi)容目標(biāo)：隨著高壓輸電電壓等級(jí)的提高，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器的體積也不斷增大，對(duì)絕緣的要求也越來越高，導(dǎo)致傳統(tǒng)電磁式電流互感器非常的笨重建造成本高，不能滿足日益提高的電壓的要求。發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，預(yù)計(jì)再過十幾年，光電式電流互感器將全面走向工業(yè)化。隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大，輸電線路越來越長(zhǎng)，傳統(tǒng)的電流互感器己經(jīng)無(wú)法滿足距離保護(hù)的瞬態(tài)特性要求，預(yù)計(jì)在未來5～10年中，電子式電流互感器會(huì)在各種電壓等級(jí)的電網(wǎng)中大量安裝和使用。 國(guó)際電工委員會(huì)關(guān)于電子式電流互感器標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，以及我國(guó)已經(jīng)醞釀起草的電子式電流互感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)示著電子式電流互感器的產(chǎn)品化應(yīng)用己經(jīng)初步具備了行業(yè)規(guī)范，為電子式電流互感器的市場(chǎng)化提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。2) 數(shù)字化、智能化是光電電流互感器發(fā)展的必然趨勢(shì)。2002年，清華大學(xué)研制的1 10kV OEC T樣機(jī)在山東掛網(wǎng)試運(yùn)行。其中，清華大學(xué)和電力部電科院共同承擔(dān)的國(guó)家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目，研究出了”0kV 光電電流互感器樣機(jī)，但未長(zhǎng)期掛網(wǎng)運(yùn)行?；诠鈱W(xué)原理的電子式互感器研究己經(jīng)展開并取得了一些理論上的成果，但還沒有在實(shí)際電力系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的光電互感器問世。自1995年以來，ALSTOM 公司的電子式互感器已經(jīng)有多臺(tái)在歐洲及北美運(yùn)行。1994年A 8B 公司推出有源式電流互感器，其電壓等級(jí)為72．5—765kV ，額定電流為600—6000A ；3M 公司在1 9％年宣布已開發(fā)出用于1 38kV電壓等級(jí)的全光纖型電流互感器，可用于SOOkV 電壓等級(jí)；Photoni es公司推出了一種用光推動(dòng)的光電式電流互感器，即”光電混合式電流互感器”，他們?cè)? 995年至1 997年期間在美國(guó)、英國(guó)、瑞典的超高壓電網(wǎng)上試運(yùn)行。國(guó)外A B B、AI—stom 、Nxt Phase、Si em ens等公司已經(jīng)開發(fā)出一系列光電電流互感器產(chǎn)品并在世界各地掛網(wǎng)運(yùn)行。國(guó)外利用Faraday磁光效應(yīng)進(jìn)行電流測(cè)量的工作于六十年代起步，到七十年代初涌現(xiàn)出了多種新型電流互感器，并在八十年代末九十年代的時(shí)候進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。研究和設(shè)計(jì)新型的光電混合電流互感器符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，使這種新技術(shù)真正的造福國(guó)家和廣大人民。光電式和光電混合式等的檢測(cè)新技術(shù)的出現(xiàn)可以滿足當(dāng)前需要，但是新技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步需要我們不斷的研究和設(shè)計(jì)。電流檢測(cè)新技術(shù)這個(gè)課題是基于電流檢測(cè)老技術(shù)基礎(chǔ)上的。體積小，重量輕。頻率響應(yīng)范圍寬。抗電磁干擾性能好，穩(wěn)定性好，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。它的優(yōu)點(diǎn)有：優(yōu)良的絕緣性能，造價(jià)低。所以這種互感器也終將退出歷史舞臺(tái)，從而迎接光電混合電流互感器的到來。成本低而且動(dòng)態(tài)范圍大，可測(cè)交直流，無(wú)磁飽和，頻帶響應(yīng)寬，抗干擾能力強(qiáng)。無(wú)二次開路的危險(xiǎn)。因而，其難以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，必須尋求基于其他傳感機(jī)理的電流測(cè)量裝置來取代之。4. 存在潛在的危險(xiǎn)，存在突然性爆炸及絕緣擊穿引起單相對(duì)地短路等系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。但它有很多的致命缺點(diǎn)使得其不能滿足當(dāng)代要求，隨著電壓等級(jí)的提高和傳輸容量的增大,電磁式電流互感器呈現(xiàn)出以下缺點(diǎn):、尺寸大、造價(jià)高。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。關(guān)鍵詞：電流互感器，CPLD/FPGA,數(shù)據(jù)異步通訊AbstractElectronic current transformer is very important equipment for system protection and electrical measurement in electrical power system. Its accuracy and reliability have significant impact on safety, stability, and efficiency in power system. A phot