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有源电子式互感器数据采集及通信系统的研究与设计

作　者: 丁全响
导　师: 周有庆
学　校: 湖南大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电子式互感器 有源电子式互感器 Rogowski线圈 电容分压器 数据采集 数据通信
分类号: TM764
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 280次
引　用: 7次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着电力系统电压等级的不断提高以及电力系统各个方面自动化和智能化要求的不断提高，传统的电磁式电力互感器暴露出越来越多不可克服的缺点，因此基于电子技术、光学技术的新型电子式电流／电压互感器成为人们研究的热点。 论文的开始对传统电磁式互感器所面临问题以及新型电子式电流／电压电压互感器所具有的优点进行了的介绍，概括了电子式互感器的国内外的发展现状以及电子式互感器对变电站实现自动化系统产生的深远影响。接下来介绍了有源电子式互感器传感元件Rogowski线圈和电容分压器的结构和原理。有源电子式互感器的数据采集电路处于高压侧，对电路的设计提出了特殊的要求。论文的第三章对数据采集系统的组成部分进行了研究与设计，主要包括积分器，低通滤波器，A／D转换单元，光纤传输单元，供电电源等，论文还提供了电子线路抗干扰的各种措施。电路采用FPGA做控制器件，降低了系统的功耗，提高了系统的速度。 论文的第四章介绍了变电站自动化系统的接口模型，分别阐述了基于IEC60044-7／8和IEC61850的电子式互感器与变电站间隔层之间的通信方法。因为以太网络的通讯技术的普及性和成熟性，有利于大量的变电站内的实时信息交换、数据集成和维护，论文采用以太网络的通讯技术。文中给出了以太网的接口电路，提供以太网发送数据和接收数据的程序流程图。 论文最后对全文所作的工作进行了总结，提出有待进一步需要研究和解决的问题。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 论文研究课题的背景及意义  10-11
  1.2 电子式互感器的产生及基本原理  11-16
    1.2.1 电子式互感器的产生  11-12
    1.2.2 光电式互感器的基本原理  12-16
  1.3 电子式互感器国内外发展现状  16-18
    1.3.1 无源电子式互感器国内外的发展现状  16
    1.3.2 有源电子式互感器国内外发展现状  16-18
  1.4 电子式互感器对变电站自动化系统的影响  18
  1.5 论文的主要工作  18-19
第2章 有源电子式互感器传感元件的结构与原理  19-30
  2.1 用于有源电子式电流互感器的 Rogowski线圈  19-29
    2.1.1 Rogowski线圈的原理结构  19-21
    2.1.2 Rogowski线圈的频率特性分析  21-22
    2.1.3 Rogowski线圈的两种工作状态  22-23
    2.1.4 Rogowski线圈用于电力系统测量的暂态响  23-25
    2.1.5 Rogowski线圈的抗干扰设计  25-27
    2.1.6 两种Rogowski线圈的制作方法  27-29
  2.2 用于有源电子式电压互感器的电容分压器  29-30
第3章 高压端数据采集和信号处理系统的设计  30-48
  3.1 积分器的原理及设计  30-36
    3.1.1 用模拟电路实现积分器  30-34
    3.1.2 用数字方法实现积分器  34-36
    3.1.3 模拟积分和数字积分的比较  36
  3.2 低通滤波器的设计  36-37
  3.3 A/D转换电路和信号传输单元  37-44
    3.3.1 A/D转换器的选择  37-38
    3.3.2 A/D控制模块的FPGA设计  38-40
    3.3.3 光纤传输单元的设计  40-44
  3.4 高压端电子电路供电  44-46
  3.5 高压端电子线路的抗干扰问题  46-48
第4章 电子式互感器与变电站间隔层之间通信的研究  48-62
  4.1 变电站自动化系统的接口模型  48-50
  4.2 电子式互感器与变电站间隔层设备之间的通信方法  50-55
    4.2.1 IEC60044-7/IEC60044-8标准中描述的通信  50-53
    4.2.2 IEC61850-9标准描述的通信方法  53-55
  4.3 电子式互感器与以太网接口的实现  55-62
    4.3.1 网络接口控制器  55-57
    4.3.2 用于网络接口的DSP芯片  57-59
    4.3.3 TMS320LF2407与CS8900A的接口设计  59-60
    4.3.4 接口驱动程序的设计  60-62
结论  62-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
附录 A (攻读学位期间发表的论文)  68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 遥远测量与遥远控制
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