基于磁光隔離器的電流測量系統(tǒng)的實驗研究.pdf

1、電流互感器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，是連接一、二次側(cè)設(shè)備的重要橋梁和紐帶，因此電流互感器的可靠性、穩(wěn)定性以及其測量精度與智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)系顯得更加密切。隨著智能電網(wǎng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的深度不斷加深和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推廣與使用，傳統(tǒng)互感器的局限性也日趨顯著，于是絕緣簡單、動態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)寬的光學(xué)電流互感器(OTC)受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。尤其是在智能電網(wǎng)和特高壓建設(shè)的大背景下，光學(xué)電流互感器的研究和使用將會對整個電力系

2、統(tǒng)帶來嶄新的變革，但光學(xué)電流互感器的各方面研究已經(jīng)進(jìn)行了三十多年，到目前為止仍沒有一種成熟化的產(chǎn)品應(yīng)用于市場，究其原因，其工作性能還存在無法克服的缺陷。例如溫度、雙折射、熱應(yīng)力等對互感器測量精度的干擾。除此之外，價格成本、安裝困難也是限制光學(xué)電流互感器大范圍使用的主要原因。因此，探尋工藝更加成熟、用材更為常見、制作成本更加低廉的光學(xué)電流互感器顯的尤為必要。
　　本論文以光學(xué)電流互感器的研究為著眼點，先后闡明了傳統(tǒng)電流互感器的缺點及

3、使用的局限性和光學(xué)電流互感器的優(yōu)點及存在的問題，并指出了光學(xué)電流互感器作為未來研究方向的客觀原因與主觀需求。基于此，本論文在詳細(xì)介紹光學(xué)電流互感器原理、種類的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹了磁光隔離器等相關(guān)器件，提出了在光學(xué)電流互感器價格昂貴、安裝困難、測量精度低、速度慢的情況下，能否在其他領(lǐng)域探尋新的器件和解決辦法以大幅度降低制造成本與安裝工藝的研究思路。
　　本文根據(jù)新提出的研究思路，在充分比較各類磁光器件的基礎(chǔ)上，最終選擇了磁光隔離器為

4、主要的研究器件和方向。結(jié)合磁光隔離器的結(jié)構(gòu)和特性，搭建了以磁光隔離器為傳感元件的光學(xué)測量回路，并對激光驅(qū)動及發(fā)射單元、光電轉(zhuǎn)換及接收單元、AD采樣及傳輸單元等進(jìn)行了應(yīng)用化設(shè)計。為滿足電力系統(tǒng)對實時性的要求，最終選擇了運算速度更快、內(nèi)部資源更加豐富的FPGA作為主處理器，然后詳細(xì)介紹了FPGA的基本結(jié)構(gòu)、芯片性能、硬件描述語言及開發(fā)流程，接著根據(jù)FPGA的設(shè)計化要求，搭建了基于FPGA的軟硬件平臺，對FPGA進(jìn)行了接口設(shè)計、板卡外圍電源設(shè)