基于对角隐式Runge-Kutta法的新型数字积分器研究

数字积分器是基于空心线圈的电子式电流互感器的重要环节之一。对此文中基于对角隐式龙格库塔法提出了一种新的拓展梯形数字积分算法。为提高新型数字积分算法的积分精度,采用复合积分并推导出了不同采样频率下的通用新型数字积分器的传递函数。由于新型数字积分器的传递函数中含有分数延迟项,因此采用FIR和IIR两种滤波算法对其进行仿真分析。MATLAB仿真结果表明,新型数字积分器在低频段的性能要优于梯形数字积分器,可为基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分环节提供一种全新的设计方法。     

Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究

积分环节是影响Rogowski线圈电子式电流互感器精度的关键因素。论述了模拟积分器的设计与实现,分析了模拟积分器的频率特性,理论分析和试验结果表明低频信号和温度对其精度有较大的影响。为进一步优化积分环节,设计了基于ARM的数字积分器,分别论述了其硬件结构和梯形积分算法,并且仿真了梯形积分算法对稳态电流和暂态电流的响应。仿真和试验结果表明,梯形积分算法能够很好的还原一次电流,同模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性。     

Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究

积分环节是影响Rogowski线圈电子式电流互感器精度的关键因素.论述了模拟积分器的设计与实现,分析了模拟积分器的频率特性,理论分析和试验结果表明低频信号和温度对其精度有较大的影响.为进一步优化积分环节,设计了基于ARM的数字积分器,分别论述了其硬件结构和梯形积分算法,并且仿真了梯形积分算法对稳态电流和暂态电流的响应.仿真和试验结果表明,梯形积分算法能够很好的还原一次电流,同模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性.     

基于Rogowski线圈的数字积分器的研究与设计

积分器是影响基于Rogowski线圈电流互感器精度的关键环节。对模拟积分器的温度特性进行了分析,理论分析和实验结果表明其受温度的影响较大。和模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性。利用梯形公式进行数字积分,分析与仿真了梯形积分算法对稳态和暂态电流的响应,提出了解决积分中漂移、初值问题的措施。设计了基于STM32F103的数字积分器,并利用新型PCB平面Rogowski线圈电流互感器进行了实验。实验结果验证了设计方法的有效性。     

罗氏线圈电子式电流互感器的积分技术研究

基于罗氏线圈的电子式电流互感器存电力系统中得到了广泛的应用,其中积分器对电子式电流互感器的稳定性和精度具有重要的影响.针对罗氏线罔的积分算法分别提出了模拟和数字两种算法及其实现形式,从原理上给出了各自的传递函数,对其幅频相频特性以及性能进行了分析,并结合实际应用设计了基于双线性变换数字积分算法的数字积分器,实验结果验证...     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

用于电子式电流互感器的数字积分器

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节。同模拟积分器相比，数字积分器具有更高的精度和稳定性，更适用于电子式互感器。文中主要论述了互感器用数字积分器的设计与实现，分析比较了多种积分方案；提出了根据设计精度要求，确定积分器所需最低采样率的算法；讨论了解决积分中漂移、初值及饱和问题的措施。研制了数字积分器样机，并进行了实验。实验结果验证了设计方法的有效性与实用性。     

Rogowski线圈电子式电流互感器实时仿真模型

基于电力系统实时数字仿真系统（RTDS）,研究并建立了Rogowski线圈电子式互感器的数值仿真模型和通信模型。建立了Rogowski线圈等值电路、数字积分器、重采样以及相位补偿等环节的数学模型,利用GTNET,依据IEC61850-9-2标准实现了采样值的编码与发送;根据IEC61850标准,利用采样值虚拟端子的概念建立了该电子式互感器的通信模型;开发了系统配置器以完成RTDS与实际保护、测控装置之间的可视化的数据流配置。闭环测试结果表明,提出并实现的电子式电流互感器实时仿真模型有利于提高数字化变电站系     

基于电子式互感器的基波相位同步算法研究

本文研究了基于数字信号处理的电子式互感器的基波相位同步方法;针对电子式互感器中广泛应用的基于拉格朗日插值定理的相位同步方法存在运算量大的问题,首先研究了一种两点插值算法在电子式互感器基波相位同步的应用;然后针对其不足,设计了一种改进的基波相位同步算法,由模拟相位同步电路通过变换,得到离散域的相位同步函数,通过仿真,算法具有理想的幅值曲线和相位曲线;最后针对电子互感器传感头之间存在参数差异,与数字积分算法参数不匹配等问题,导致电子式互感器暂态特性差,相位不同步的问题,改进了积分算法,经过验证,算法能真实还原基波波形。     

Rogowski线圈电子式电流互感器实时仿真模型

基于电力系统实时数字仿真系统(RTDS),研究并建立了Rogowski线圈电子式互感器的数值仿真模型和通信模型.建立了Rogowski线圈等值电路、数字积分器、重采样以及相位补偿等环节的数学模型,利用GTNET,依据IEC61850-9-2标准实现了采样值的编码与发送;根据IEC61850标准,利用采样值虚拟端子的概念建立了该电子式互感器的通信模型;开发了系统配置器以完成RTDS与实际保护、测控装置之间的可视化的数据流配置.闭环测试结果表明,提出并实现的电子式电流互感器实时仿真模型有利于提高数字化变电站系统测试的有效性.     

测量用电子式互感器的延时补偿设计

针对电子式互感器现有定值延时补偿算法的不足,提出了一种动态补偿采样值相位差并提高电子式互感器相位精度的方法。首先,分析了电子式互感器相位差的产生原因,根据延时位移的不确定性,给出了利用合并单元实时测算延时位移并动态校正的补偿方法。采用了坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法实现平面坐标旋转与开方计算,并将CORDIC算法模块的迭代结构在现场可编程门阵列(FPGA)内优化为流水线结构,提高了算法的时速性,减少了额外延时的引入。最后,通过仿真和电子式互感器校验仪验证了改进的相位补偿方法可以提高测量用电子式互感器的相位精度。     

Rogowski线圈数字积分器的分析与设计

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器在电网系统中的应用越来越广泛,其中积分器是影响电子式电流互感器的稳定性和精度的关键.针对Rogowski线圈的积分算法,分别给出模拟积分和数字积分2种算法的实现形式,其中数字积分有更高的精度和稳定性.对数字积分3种算法从原理上对各自幅频特性和相频特性进行了比较分析,并给出了一种数字积分器的设计方案,分析了其方案的可行性和实用性.设计了基于C8051F340单片机的数字积分器,结果验证了此方法的可行性.     

一种新型一体化电压电流互感器及其分析

针对电子式电流互感器的供电电源问题,在分析现有电源解决方案优缺点的基础上,提出了一种基于电容式电压互感器的一体化电子式电压电流互感器。重点研究了这种一体化电子式互感器的电容分压器式供电电源,通过理论分析,提出这种互感器电压测量部分的幅值误差和相位误差的计算方法,给出了以满足相位误差和幅值误差为目标,进行互感器主要元件参数选择的具体计算公式。依据给出的计算公式和方法,对一台要求幅值误差0.2%、相位误差10’的220 kV互感器的主要参数进行了设计,并通过大型商用电路分析软件OrCAD对设计结果进行了仿真验证,仿真结果表明设计能够满足精确度要求。     

电子式光电组合电流/电压互感器中的相位补偿技术

为了解决传统电磁式互感器所面临的问题，基于光学和电子学原理的新型电子式互感器得到了广泛的重视。文中介绍了电子式光电组合电流/电压互感器中传感头部分的设计原理及其相应的信号处理过程，主要内容是如何针对传感头输出信号的特点进行适当的相位补偿，通过对多种相位补偿方法性能的分析比较，提出了新的相位补偿方法，并进一步分析了各种误差因素对新的相位补偿方法的影响，实验结果验证了新的相位补偿方法的有效性与实用性。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

基于RTDS的空心线圈电流互感器建模技术研究

描述空心线圈电子式电流互感器的数学模型,主要描述对象是传感头单元、模拟信号处理单元中的积分放大环节和相位补偿环节。基于电力系统实时数字仿真装置RTDS,在自定义建模功能模块CBuilder中依据各个主要描述对象的数学模型建立了空心线圈电流互感器自定义元件模型。通过搭建实物测试场景和仿真试验系统,分别对互感器产品以及自定义模型进行稳态和暂态等传变特性检测试验,从而验证空心线圈电流互感器自定义元件模型的正确性和实用性。     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

基于分数延时方法的高精度数字积分器研究

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的关键环节之一。针对传统的模拟积分器易受环境温度变化、电磁干扰、湿度变化等因素的影响以及当前的数字积分算法准确度不高的问题,在传统的数字积分器的基础上提出了一种改进的数字积分器。该积分器采样率为传统的8倍,且在此基础上加入了一个值为0.047的分数延迟因子。这一改进的数字积分器可以有效改善传统的数字积分器在低频段的幅值响应和相位响应。文中采用FIR和IIR两种滤波法对其进行了仿真分析,结果表明,相较传统的数字积分器,改进的数字积分器性能更加优异。     

基于电子式互感器微分输出的改进R-L模型距离保护算法

以基于罗氏线圈的电子式电流互感器和基于电容分压原理的电子式电压互感器为例,推导电子式互感器的微分输出原理。通过对传统R-L模型算法进行改进,可直接利用电子式互感器输出的微分信号进行故障测距并实现距离保护功能,在保证可靠性的基础上缩短了保护动作时间。通过对过渡电阻的影响进行分析,证明改进R-L模型算法本身具有较好的抗过渡电阻能力。通过仿真实验、动模实验以及对算法动态特性的分析,验证了基于改进R-L模型算法的故障测距及距离保护方案的可行性和有效性。     

电子式互感器现场误差校准装置的研制

随着技术的进步,以光电式互感器为代表的新一代电子式互感器正逐步投放市场.电子式互感器的二次输出与传统互感器的二次输出不同,分为数字输出和模拟输出两种.对数字输出的电子式互感器,国际电工委员会做出了相应的标准化工作.本文所实现的装置能兼顾对数字输出和模拟输出的电子式电流互感器和电子式电压互感器进行校准;采用频谱泄漏补偿算法,对被测信号的频率波动不敏感.