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电力线脉冲电流信号的检测技术研究

作　者: 邵琴
导　师: 陈劲操
学　校: 南京理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 脉冲电流信号光电检测罗氏线圈光纤
分类号: TM933.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文提出了一套基于HOCT原理工作的快速电流信号光电检测系统方案,将传统Rogowski线圈测量技术与现代模拟光纤传输技术结合起来,完成了整个光电检测系统的电路设计、实物制作及性能测试。论文介绍了快速脉冲电流信号光电检测技术的研究背景、意义和研究现状。详细论述了模拟光纤传输系统的设计思路及原则。具体分析了罗氏线圈绕制方式、骨架尺寸、线圈匝数和积分电阻等参量对其高、低频响应特性的影响规律,设计制作了用于检测脉冲电流信号的宽带罗氏线圈。通过实验和分析确定了光纤传输模块的各元器件型号及电路拓扑结构,完成了系统的标定工作,并根据实验结果给出了提高检测系统高频响应的方法。实验证明,本文设计的光电转换系统灵敏度为1.85V/A,上限截止频率大于20MHz。检测装置测量精度高,工作稳定性好,响应频带宽,达到了设计目的,可以满足快速电流信号检测的要求。脉冲电流信号的光电检测技术必将具有广阔的应用前景。满足测量要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-21
  1.1 快速电流信号检测技术研究与设计  9-13
  1.2 国内外研究现状  13-19
    1.2.1 分流器法  16-17
    1.2.2 光电传感器法  17-19
    1.2.3 罗氏线圈测量法  19
  1.3 本文主要工作内容  19-21
2 宽频带Rogowski线圈的设计与制作  21-34
  2.1 Rogowski线圈工作原理  21-26
    2.1.1 外积分型Rogowski线圈频率特性分析  22-24
    2.1.2 自积分型Rogowski线圈频率特性分析  24-26
  2.2 Rogowski线圈设计  26-31
    2.2.1 线圈绕法的选择  26-27
    2.2.2 骨架的选择  27-28
    2.2.3 线圈尺寸的选择  28
    2.2.4 积分电阻和匝数的选择  28-30
    2.2.5 线圈屏蔽盒设计  30-31
  2.3 Rogowski线圈标定  31-33
    2.3.1 线圈动态特性测试  31-32
    2.3.2 方波响应和脉冲响应  32-33
  2.4 本章小结  33-34
3 快速电流信号光电检测系统总体方案设计及标定方法  34-41
  3.1 检测系统总体方案设计  34-38
    3.1.1 电光转换器方案设计  35-36
    3.1.2 光电转换器方案设计  36
    3.1.3 光纤类型选择  36-37
    3.1.4 前置运放和驱动电路方案设计  37-38
  3.2 系统标定方法  38-40
    3.2.1 Rogowski线圈标定方法  38-39
    3.2.2 模拟光纤传输模块标定方法  39-40
  3.3 本章小结  40-41
4 光纤传输模块电路设计与制作  41-49
  4.1 高压侧模块电路设计  42-46
    4.1.1 前置运放电路  42-43
    4.1.2 驱动电路  43-45
    4.1.3 电源电路  45
    4.1.4 高压侧电路理论分析  45-46
  4.2 低压侧模块电路设计  46-47
  4.3 抗干扰措施  47-49
5 脉冲电流光电检测系统性能测试  49-57
  5.1 光纤传输模块动态特性参数测试  49-50
  5.2 光纤传输模块静态特性参数测试  50-52
  5.3 方波和脉冲响应  52-53
  5.4 光纤长度对性能的影响  53-54
  5.5 噪声特性测试  54
  5.6 光电转换系统整体性能测试  54-55
  5.7 本章小结  55-57
6 结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62

电力线脉冲电流信号的检测技术研究

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