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Rogowski线圈电子式互感器的数字积分器设计

作　者: 李琳
导　师: 段雄英
学　校: 大连理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 电子式互感器数字积分器 CPLD Rogowski线圈双线性变换
分类号: TP321.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着当今电力系统数字化、自动化的发展,传统的电磁式互感器已经跟不上时代的脚步。在这个时候,电子式互感器应运而生,成为电力系统中不可或缺的重要设备。国内外都在不断深化对电子式互感器实用化技术的研究。而在电子式互感器的实用化研究中,基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的模拟积分器性能已经影响其在精度以及稳定性上的提高,这就促使对数字积分器的研究成为现今电子式互感器实用化研究的一个热点问题。本文正是围绕着数字积分器的研究,针对其中数字积分器算法提出新的方案,从而在硬件和软件上实现数字积分器的设计。基于Rogowski线圈的电子式互感器采用Rogowski线圈作为电流传感器,本文首先简明扼要的介绍了其测量原理,阐述了积分运算和电流测量的关系。同时,还对PCBRogowski线圈的设计进行了介绍,进一步提高了电子互感器的精度。其次本文介绍了双线性变换法的原理,为数字积分器算法的新方案在理论上奠定了基础。针对基于Rogowski线圈的电子式互感器数字积分器在硬件上的设计,本文分别介绍系统各部分的电路设计,包括放大、滤波等电路,以及模／数转换芯片ADS8325、CPLD芯片EPM1270的外围电路。对于数字积分器的软件设计,本文首先围绕数字积分器的算法进行研究,通过计算、仿真,在理论上完成对算法正确性、精确度的检验。其次,本文对数字积分器程序设计进行了详细的介绍,同时,对程序的功能进行了仿真测试。本文针对数字积分器进行了实际的实验测试,通过分析实验数据,与传统的模拟积分器性能进行对比。进一步验证了本文设计出的数字积分器的性能。最后,本文对全文进行了总结,对以后的研究工作进行了展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 电子式互感器的概况  8-9
  1.2 电子式互感器的国内外发展及应用情况  9
  1.3 电子式互感器的分类及构成  9-15
    1.3.1 电子式互感器分类  9-11
    1.3.2 电子式电流互感器的构成  11-14
    1.3.3 电子式电压互感器的构成  14-15
  1.4 电子式互感器的优点  15-16
  1.5 论文主要内容  16-18
2 数字积分器的工作原理  18-28
  2.1 Rogowski线圈的工作原理  18-20
  2.2 印刷电路板式(PCB)Rogowski线圈  20-22
  2.3 数字积分器的算法原理  22-27
    2.3.1 数字积分器算法的设计思路  23-25
    2.3.2 线性变换法  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 数字积分器的硬件设计  28-35
  3.1 CPLD控制模块  30-31
  3.2 AD转换模块  31-32
  3.3 信号处理模块  32-33
  3.4 激光器电路模块  33
  3.5 电源电路模块  33-34
  3.6 本章小结  34-35
4 数字积分器的软件设计  35-50
  4.1 数字积分器算法的计算和仿真  35-40
    4.1.1 数字积分器算法的计算  35-36
    4.1.2 数字积分器算法的仿真  36-40
  4.2 数字积分器程序的设计与仿真  40-49
    4.2.1 数字积分器程序的设计  40-45
    4.2.2 数字积分器程序的仿真  45-49
  4.3 本章小结  49-50
5 数字积分器的实验测试  50-53
  5.1 数字积分器的实验结果  50-52
  5.2 数字积分器的实验分析  52
  5.3 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  57-58
致谢  58-59

Rogowski线圈电子式互感器的数字积分器设计

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