电子式电力互感器的数据处理 ——设计和实现

论文摘要

随着电力系统容量的日益扩大和电网电压等级的不断提高,传统的电磁式互感器表现出越来越多的缺点,难以满足电网发展的需求。新型的电子式互感器取代传统的电磁式互感器已成为发展的必然趋势,电子式电力互感器分为两种类型:无源电子式互感器和有源电子式互感器,其中有源电子式互感器采用的传感器技术比较成熟,运行经验多,具有实用化优势。本论文主要围绕有源电子式互感器的罗氏线圈的信号处理展开,主要内容为基于Rogowski线圈的电子式电流传感器的数字积分器的实用化设计以及相关的滤波处理等。积分器的性能一直是影响基于Rogowski线圈的电子式电流传感器的精度和稳定性的重要因素之一。常用的积分器为模拟积分器,模拟积分器具有结构简单、响应速度快、输入动态范围大等优点;但是其同样存在温漂,时漂等缺点。相比之下,数字积分器性能稳定,精度高,而且克服了模拟器件的缺点。后者的优点使其成为近年来基于Rogowski线圈的电子式电流互感器实用化研究的一个热点问题。本论文提出了一套数字积分器设计的方法,其中包括数字积分器结构设计,芯片的选择,测试结果,以及处理直流偏移,积分初值和输入饱和的方法等,对分别采用ADE7759和ADE7169两款芯片的数字积分器进行了论证及实验研究。滤波器是信号处理中常用的器件,滤波器设计部分的是用matlab与CCS联合开发,基于芯片TMS320LF2407设计了有源电子式电流互感器的滤波器,将matlab计算出来的滤波参数加入到芯片的滤波器工程中,并对其进行仿真验证,并将滤波器的研究与数字积分器结合起来。通过这种方法,同样可设计类似的滤波器,如低通、带通、带阻滤波等,以应用在电力系统的其他信号处理中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题研究的主要内容和创新点
• 2 电子式互感器分类及概述
• 2.1 无源电子式互感器
• 2.2 有源电子式互感器
• 2.3 有源电子式电流互感器的信号处理
• 2.4 本章小结
• 3 电子式电流互感器数字积分器的设计
• 3.1 基于Rogowski 线圈的电子式电流传感器的数字积分器
• 3.2 采样率和分辨率的确定
• 3.3 数字积分器的结构设计与补偿设计
• 3.4 本章小结
• 4 数字积分器的实验研究
• 4.1 基于ADE7759 芯片的数字积分器方案
• 4.2 基于ADE7169 芯片的数字积分器方案
• 4.3 本章小结
• 5 DSP 的滤波处理
• 5.1 滤波设计
• 5.2 MATLAB 高通滤波器仿真设计
• 5.3 基于TMS320LF2407 芯片的高通滤波器设计
• 5.4 滤波器结合积分器的应用
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录2 实验装置