高精度电子式电流互感器采集器的设计.doc

高精度电子式电流互感器采集器的设计,高精度电子式电流互感器采集器的设计。
高精度电子式电流互感器采集器的设计牟涛样式样式表格网格型
高精度电子式电流互感器采集器的设计
牟涛周丽娟周水斌田志国
许继电气技术中心，河南许昌
摘要：本文提出了一种新型的高精度电子式电流互感器采集器的设计方法，采用了可编程增益放大器，对小信号进行特殊处理，消除小信号时的噪声干扰和本身的量化误差，提高小信号采集的精度。同时通过多个采样通道的切换技术，有效地提高了采集器的过载能力。采用数字方法进行幅值和相位的校准，提高了系统的抗干扰能力。输出的数字信号遵循规约，能够同时用作保护和测量。设计通过验证，精度达到了级，具备倍过载能力，并且具有较好的电磁兼容特性。
关键词：可编程增益放大器电子式电流互感器智能变电站采集器

，
，



引言
电子式互感器是智能变电站建设中重要的设备之一，采用先进的电子技术对其实现方式进行深入探讨具有非常实际的意义。电子式电流互感器利用电子技术和光学及光电通信技术来实现电力系统电流监测，它具有无铁芯、无磁饱和、动态响应范围大等优点，近年来得到了越来越多的关注。同时采用电子技术进行模数的转换和数据处理，以光纤为信号传输介质，还具有绝缘性能好、抗干扰能力强，精度和可靠性高等优点，明显地降低了高压大电流互感器的体积、重量和制造成本。
我国电子式电流互感器执行标准为，其输出值为与一次电流成线性关系的低电平小信号电压模拟量，也可输出为与一次电流成线性关系的数字量。互感器主要分为一次侧的罗氏线圈和二次侧的采集器两个大的部分，如图所示，其中采集器是电子式电流互感器最关键的部分。

图电子式电流互感器结构

电力系统中的电磁环境非常复杂和恶劣，因此采集器如何保证小信号时的采集精度是一个首要的问题。其次，互感器输出的信号一般分为保护信号和测量信号两种，二者对数据的要求不同，保护信号一般要求额定值倍的过载，而测量信号则要求达到的精度。在实际应用中由于采集回路中转换器件的特性所限，过载倍数和精度往往不能兼得。因此传统的采集器的设计往往采用保护信号和测量信号独立回路的方式，提高了设计成本的同时，还增加了系统的故障点。此外，传统的采集器往往通过硬件回路对模拟信号进行积分和实现幅值相位的校准，由于实际器件不是理想器件，比较容易受到外界环境因素的影响。比如温度的变化，电磁场的干扰，运放的漂移，电容的泄漏与损耗等都会对硬件回路产生影响，从而影响采集数据的精度。
设计特点及原理
为了克服传统设计中的不足，本文提出了一种新型的采集器设计方法，通过引入可编程增益放大器，对小信号进行特殊处理，消除外