基于VI的电子式电流互感器在线监测系统

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1、华中科技大学硕士学位论文基于VI的电子式电流互感器在线监测系统姓名：刘春申请学位级别：硕士专业：电工理论与新技术指导教师：李红斌20060427摘要随着电力系统数字化、网络化的发展趋势，传统的电磁感应式电流互感器因其固有的缺陷已越来越难以满足需要，正在逐渐被新型的电子式电流互感器代替。由于电力系统对设备的可靠性要求很高，新设备的采纳运用需要有一段较长时间的现场挂网运行考验时间。电子式互感器与一般传统互感器的二次输出接口不同，需要研究一套电子式电流互感器在线监测系统，对新型互感器运行期间的计量、保护通道的误差进行监测记录，以利于新设备的现场考核。LabVIEW是虚

2、拟仪器(VI)的开发工具之一，它提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数，如FFT、数字滤波器等，还有形象而生动的工业级控件可供工业软件的界面开发，与常用的文本编程语言相比，有着独到的优势，非常适合用来做数字信号处理。本文设计了在LabVIEW平台下完成的电子式电流互感器在线监测系统。该系统对互感器的二次侧输出的模拟信号进行处理，计算互感器运行期间计量、参考通道的电流有效值、比值和相位误差等参数，将结果显示在工控机屏幕上，并具有数据库记录和查询、串口发送数据、简单过流故障录波等功能。本系统可用于各种不同测量原理的0.2级电子式互感器的在线监测。介绍了该系统数字信

3、号处理部分的前端处理电路。提出了一种双通道放大的前端处理方法，并针对系统采用的PCI2008A型采集卡的具体情况，给出了具体的硬件和软件解决方案，实验结果显示采用该方案后，系统精度提高了一个等级。这种多通道放大的前端处理思想也可以用于电力系统其它场合，提高系统的整体精度。论述了该系统数字信号处理软件设计。研究了计量与参考通道的电流有效值以及二者的比差和相差的四种常用算法，从中选择了FFT算法并用LabVIEW语言实现。利用LabVIEW的ActiveX子模块搭建了系统数据库，实现了mdb数据库的动态创建、查询等功能。试验结果表明，该系统的精度均达到了预期的设计目

4、标，能够用来在线监测0.2级电子式电流互感器的运行工况。关键词：在线监测系统电子式电流互感器虚拟仪器I独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文

5、被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日1绪论本章将从电子式电流互感器(ECT)和虚拟仪器两个方面分别阐述本课题研究的意义、国内外研究现状和应用前景，并给出课题来源以及本人在研究生期间所做的工作，最后对本文的主要内容作以简单介绍。1.1研究的意义1.1.1电子式电流互感器电流互感器可以提供高压输电线上电流的各种信息，

6、作为监控以及继保的判断依[1]据，是保障电力系统安全运行的重要设备。传统的电磁感应式电流互感器因其固有[2]的磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、使用频带窄、制造工艺的复杂性及造价等缺陷，越来越难以满足电力系统数字化、网络化发展的需要。与传统的电磁式电流互感器相[3]比，新型电子式电流互感器具有以下优点：1）体积小、质量轻。2）测量回路与被测高压之间通过光纤实现电气隔离，绝缘可靠。3）暂态响应范围大、速度快、频率响应宽、测量准确度高。4）一般以数字量输出，便于向数字化发展因此，可以预见，新型电子式互感器将逐步取代电磁式电流互感器，应用于电力[4]系统中。但是，电力系统

7、对设备的可靠性要求很高，新设备的采纳运用需要有一段较长时间的现场挂网运行考验时间。电子式互感器与一般传统互感器的二次输出接口不同，需要研究一套电子式电流互感器在线监测系统，对新型互感器运行期间的计量、保护通道的误差进行监测记录，以利于新设备的现场考核。1.1.2虚拟仪器(VI)[5]虚拟仪器至今在国内还是一个相当新的概念，但这些年来应用的增长非常迅速，已经开始应用于航空航天、智能交通、汽车、医疗、教育等领域。虚拟仪器的主要特[6]点有：1）利用标准的商业技术1虚拟仪器的持续发展依靠标准商业技术的不断进步，如个人电脑元件和因特网。这些突飞猛进的商业技术必然带来性能

8、的改进和大批量市场运作的