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1、硕士论文--电子式电流互感器的研究哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要随着近年来电力传输容量的不断增长和电网电压的提高,传统电磁式电流互感器已暴露出致命弱点。电子式电流互感器:贝表现出截然相反的优点:无爆炸危险;无磁饱和;经由光路输出,无开路导致高压的危险;不易受电磁干扰;可以直接输出数字信号等。故用取代电磁式电流互感器已成为必然趋势。已经得到了各国研究者与业内人士的极大关注。基于这样的背景,本论文介绍了的基本理论与设计原理,对一次传感元件、滤波器、积分器的性能进行了理论分析;提出了实现对输出特性实现温度补偿与非线性补偿的数字信号处理方案并对其进行了理论论证与实施;提出了可对进行现场校准的技术方
2、案,实现了对进行现场校准的功能。采用本文方案研制了一台样机并通过了国家电流互感器检测中心的型式试验。该结果表明,本论文提出的各个数字信号处理方案及现场校准方案是合理的、可行的。关键词:电子式电流互感器;线圈;温度补偿;非线性补偿;现场校准技术哈尔滨工程大学硕士学位论文鲥,.:;;;;..,.,,;?;..’..:;;;?:哈尔滨工程大学硕士学位论文第章绪论.电流互感器概述在高压供电系统中,线路中电流大大小小相差悬殊,从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压都:就起比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器到变流和电气隔离作用。较早前,显示仪表大部分是指
3、针式的电流电压表,所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的如等。现在的电量测量大多数字化,而计算机的采样的信号一般为毫安级.、.等。为了适应数字化测量,必需发展新型的电流互感器。电流互感器大致可分为两类,测量用电流互感器和保护用电流互感器【¨。测量用电流互感器主要与测量仪表配合,在线路正常工作状态下,用来测量高压线路中的电流。测量用电流互感器主要要求:、绝缘可靠;、足够高的测量精度;、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱和如%的额定电流以保护测量仪表【。保护用电流互感器主要与继电装置配合,在线路发生短路过载等故障时,向继电装置提供信号切断故障电路,以保护供电系统的安全。
4、保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同,保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求:、绝缘可靠;、足够大的准确限值系数;、足够的热稳定性和动稳定性【】。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用,准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级、,表示在额定哈尔滨程大学硕士学位论文准确限值一次电流时的允许误差%、%。线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力,保护用电流互感器必须承受。二次绕
5、组短路情况下,电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值,称额定短时热电流。二次绕组短路情况下,电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值,称额定动稳定’电流【】。.电子式电流互感器的研制背景随着近年来电力传输容量的不断增长和电网电压的提高,目前普遍用于以上变电站的油浸电磁式电流互感器已暴露出许多内在的致命弱点【】:由爆炸引起灾难性事故的潜在危险;大故障电流导致铁芯磁饱和从而无法记录故障电流的实际大小及变化过程;铁磁共振效应;铁芯大电感导致相位滞后并使频响受限无法记录故障电流高频分量,不利于故障分析;输出端开路时导致高压危险;体积重量均大;不易与数字控制设备连接等。:是国际上于二十电子式
6、电流互感器世纪八十年代开始研制的新一代互感器,其测量原理与传统电磁式互感器相比有本质的区别,它是集光学、特种光学材料、光通讯、电磁学、高压、绝缘、电子和计算机技术为一体的高科技产品,为高压、超高压输变电系统的电气测量和电气保护提供了更为先进更为可靠的安全装置;是高压、超高压输变电系统由传统控制向电子、数字控制转变的重要手段,符合世界电力电流测量设备的发展方向,是电磁原理互感器的理想更新换代产品。目前世界上仅有极少数国家有相应产品问世并开始小规模进入市场。与传统的电磁式电流互感器相比,电子式电流互感器则表现出突出的优点【;无爆炸危险;无磁饱和;经由光路输出,无开路导致高压的危险;体小质轻;不
7、易受电磁干扰;它们的突出优点是无磁饱和测量动态范围大,可以直接输出数字信号以及体积小巧等。故用电子式电流互感器取代电磁式电流互感器已成为必然趋势,采用线圈作为一次传感元件的电子式电哈尔滨工程大学硕士学位论文流互感器得到了各国研究者与业内人士的极大关注【。.电子式电流互感器分类..无源型光学玻璃以前又称为光学玻璃电流互感器。与全光纤型相比,光学材料的选择范围宽,稳定性较好,精度较高,受线性双折射影响较小,但存在加工难度大,
