电子式电压互感器中的相位补偿研究

针对基于电容分压原理的电子式电压互感器的相位误差,提出了相位补偿方案。分析了二次分压电阻引入相位误差的大小,设计了组合相位补偿电路对该相位误差进行补偿。研究分析了相位补偿电路在不同工作点时随频率和温度的变化特性,结果表明,通过选取合适的单元移相电路工作点,使移相电路对频率的依赖性最小、受温度的影响也最小。该相位补偿技术已成功应用于电子式电压互感器。其型式试验结果表明,互感器的整体性能在-40～40℃时,比差和角差准确度达到了0.2级的要求。     

电子式互感器相位补偿方法的研究和比较

电子式互感器的相位误差是影响互感器测量精度的重要因素,可以采用相位补偿方法对其加以校正。文章给出了电子式互感器的设计原理,分析了电子式互感器相位误差产生的原因,介绍了全通滤波器、短数据窗移相算法、傅里叶移相算法等相位补偿方法,研究了谐波对上述补偿方法的影响,在此基础上提出了改进的相位补偿方法:移点法和线性相位全通滤波法,并进行了实验测试。实验结果表明,互感器的角差满足0.2级测量精度要求,改进的相位补偿方法具有可行性。     

电子式互感器校准方法和校准系统研究

针对现有数字输出的电子式互感器采用传统电磁式互感器校准方法进行校准时出现的时间偏移和采样不同步等问题,设计了一种电子式互感器校准系统。所设计的校准系统可实现对具有模拟量输出和数字量输出的电子式互感器的校准。性能测试结果表明,该系统比值误差小于0.05%,相位误差小于2',可用于0.2和0.2 s准确度等级的电子式互感器的校准。     

电子式互感器相位补偿方法研究

根据电子式互感器的信号传输原理,提出了一套相位补偿方法。简要分析了电子式互感器产生误差的原因,对Rogowski线圈产生的相位超前和高压侧向合并单元传输信号所产生的延时分别作出定义和分析。针对这2种原因产生的相位误差设计出了一套完整的补偿方法,由于Rogowski线圈产生的相位超前,设计了一种采用ADE 7759芯片的数字积分电路,可基本还原线圈引起的超前相位;由于传输过程中产生的延时,介绍了一种移相用软件算法,可对延时进行有效补偿。该算法在合并单元数字信号处理器(DSP)中执行,经测试后效果良好。最后,对补偿过程中出现的问题进行了分析,并设计了解决方案。     

Rogowski线圈电流互感器的相差分析与校正

对基于Rogowski线圈的电子式电流互感器（ECT）相位误差的产生机理和校正方法进行研究。介绍了全数字化设计的Rogowski线圈ECT的工作原理,分析ECT产生相差的原因,针对Rogowski线圈产生的相位超前,设计了一种采用ADE7759芯片的数字积分器,可基本还原线圈引起的超前相位;对数据处理、传输系统所产生的相位差,介绍了一种移相用软件算法,该算法在合并单元数字信号处理器(DSP)中执行,可对延时进行有效补偿。测试结果表明,上述相差校正方法效果良好。     

Rogowski线圈电流互感器的相差分析与校正

对基于Rogowski线圈的电子式电流互感器（ECT）相位误差的产生机理和校正方法进行研究.介绍了全数字化设计的Rogowski线圈ECT的工作原理,分析ECT产生相差的原因,针对Rogowski线圈产生的相位超前,设计了一种采用ADE7759芯片的数字积分器,可基本还原线圈引起的超前相位;对数据处理、传输系统所产生的相位差,介绍了一种移相用软件算法,该算法在合并单元数字信号处理器(DSP)中执行,可对延时进行有效补偿.测试结果表明,上述相差校正方法效果良好.     

基于时间数字转换器的数字输出电子式互感器校验系统

为了提高基于高精度采集卡的数字输出电子式互感器校验系统的相位测量精度,分析了其相位测量误差产生的原因。基于此,提出通过时间数字转换器(TDC)测量采集卡从触发采样到开始采样的时间差,再将该时间差换算为角度以校正相位,给出了所提方法在校验系统中的实现方法。对应用所提方法的校验系统的准确度进行理论分析,结果表明其测量准确度为0.05级,可用于校验精度为0.2级及以下的电子式互感器。     

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。     

高精度自适应数字移相方法研究

针对传统移相方法精度和稳定性不高的问题,提出一种高精度自适应数字移相方法。该方法基于随机逼近算法和有源RC移相电路构建一个闭环控制系统,通过FPGA配置高精度的数字电位器,检测实际输出相位并作为随机逼近算法的观测值,经过多次迭代计算电位器电阻参数,使输出相位值逐步逼近设定相位值。移相精度和稳定性实验结果表明,在数字电位器可调范围内,移相误差不超过±0.3°,同时在至少11 h内移相误差不超过±0.25°,环境温度快速变化约20℃过程中,移相误差不超过±0.3°;实际应用实验表明该方法具有良好的鲁棒性和实用性。该自适应数字移相可为高精度移相提供一种新方法。     

重采样移相技术在过程层IED中的应用

介绍了一种重采样相位补偿算法,该算法可对异步采样造成的相位误差进行补偿。分析了同步采样和异步采样的优缺点,介绍了重采样移相技术中常用的插值算法,在异步采样系统中应用抛物线插值算法,实现对采样值的相位补偿,并从理论上分析了该算法对工频信号中的基波和高次谐波的精度影响。经实验验证,对于采用异步采样模式的过程层IED,应用重采样移相技术可以达到补偿相位的效果,补偿后的精度能够满足电子式互感器标准的精度要求。     

电子式互感器数字相位补偿技术研究

为改善电子式互感器的相位特性,提高其挂网运行稳定性,分析了电子式互感器中常用的模拟相位补偿技术,将模拟相位补偿技术与数字相位补偿技术进行了比较,分析了2种技术的优缺点,给出了二者的不同应用场合,提出了一种电子式互感器的数字相位补偿方法,在220 kV电子式互感器测量系统上进行了试验,补偿最小分辨率可至1’,补偿最大角度为270’,调节方便,可满足电子式互感器相位误差补偿的需求.     

FPGA-based Adaptive Phase-shift Compensation Method for Electronic Instrument Transformers

Accurate and reliable instrument transformers play an important role in power system measurement and protection. This paper focuses on the phase accuracy of electronic instrument transformers and presents an adaptive phase-shift compensation method for measuring electronic current transformers. Different from the existing approaches in which the empirical evaluation and fixed phase-shift compensation are used, the proposed method measures the phase displacement in real-time and calibrates the corresponding phase error adaptively, with the aim of achieving high and reliable phase accuracy. In particular, several practical factors are considered in the design, such as the phase displacement composition, phase error uncertainty, synchronous mode diversity, and computational complexity and latency. The proposed method is developed in a field-programmable gate array platform with low-latency hardware implementation and further employed in a merging unit. Finally, the experimental results are provided to demonstrate the validity of the proposed method.     

电子式互感器校验仪的算法研究

要使电子式互感器在电力系统中成功应用,必须对其准确的校验。针对当前电子式互感器校验过程中存在的问题,依据IEC60044-7和IEC60044-8,讨论了电子式互感器校验技术的基本原理和方法,并提出了一种新的校验方法,该方法引入准同步算法,并使该算法和DFT算法相结合,有效抑制了因电网频率波动而导致的非同步采样对校验结果的影响,最后对校验方法的实现过程进行了实验,验证了该方法的性能及效率,为电子式互感器检验装置的研制提供了有力的理论支持。     

电子式互感器误差校准的研究

电子式互感器是智能电网建设的关键设备之一,其性能直接影响到数字化变电站的安全和经济效益,也是电能计量准确的必要条件。电子式互感器的输出与传统互感器不同,分为数字输出和模拟输出两种,因此传统的互感器校准方法已经不适用于校准新型的电子式互感器。文章以模拟量输出的互感器为例,创新性地提出了采用精密分流器和示波器测量比值差和相位差,并对校准数据进行了验证,测量结果满意。     

电子式电流互感器校验技术的研究

电流互感器原有的校验技术已难满足新型电子式电流互感器 (输出模拟电压小信号和数字量信号 )产品性能检定的技术要求。依据IEC6 0 0 4 4 - 8标准 ,讨论了新互感器校验技术的原理和方法。结合研究的混合式电流互感器 ,引入虚拟仪器技术 ,建立了电流互感器的校验系统 ,给出了比值误差和相位误差的实验结果。     

基于电子式互感器的数字保护接口技术研究

在新一代数字化变电站自动化系统中，电子式互感器取代了传统的电磁式互感器，由合并单元与保护装置接口，完全改变了以往的数据采集方式，由此带来了保护装置设计中的新问题。文章研究了基于电子式互感器输出的信号处理及调理技术，采用PLL(phase-locked loop)同步锁相技术、基于插值的采样值计算方法，根据精确的频率测量算法实时调整与电子式互感器进行数字接口的采样频率，理论分析和工程试验结果表明，该方法可有效地对电子式互感器的数据按要求进行高精度的同步采集，可广泛应用于各类数字保护的开发和试验中。     

电子式互感器采样系统固有延时测试研究

电子式互感器采样系统固有延时是合并单元同步补偿的依据,采样系统的固有延时误差是电子式互感器相位误差的主要因素,采样系统的固有延时测试一直是电子式互感器的测试难点和重点.本文首先对电子式互感器采样系统固有延时的定义进行了阐述,介绍了电子式互感器采样系统固有延时测试的现状,提出一种通过三个阶段精确测量了电子式互感器采样系统...     

500 kV电子式互感器工程应用研究

基于500 kV数字化试点的建设实践及相关的动模试验对电子式互感器在工程应用进行了研究,结果显示:500 kV电子式互感器的绝缘和采样精度均可满足工程应用要求;与传统互感器相比,电子式互感器的采样精度较高,稳定性好。指出电子式互感器工程实际中存在的若干问题,并给出了解决方案。     

基于改进数字滤波算法的电子式互感器稳态校验方法

传统电子式互感器校验方法一般采用电磁式互感器作为标准源,该校验方法不仅存在电磁互感器的铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困难、二次接线繁琐以及二次开路高压危险等客观困难,而且面临模拟信号和数字信号直接对比的问题,易导致电子式互感器稳态校验的效果差和准确性低,为此,提出了一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器稳态校验方法。首先,简述了电子式互感器的校验流程,分析了传统电子式互感器稳态校验的不足;其次,详细阐述了改进的数字滤波算法,并提出了改进的数字滤波算法电子式互感器稳态校验方法;最后,通过算例对所提稳态校验方法进行了验证,以期为电子式互感器的大规模推广应用提供借鉴。     

合并单元数字输出接口的研究与设计

数字化变电站中电子互感器与二次设备的接口依靠合并单元实现,数字量输出接口是合并单元开发的关键点,也是产品检测时的重要项目.本文分析了电子互感器标准和IEC61850-9标准中对数字量输出的要求,并给出合并单元数字量输出帧的实现方案.在此基础上,本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的接口设计方案,详细介绍了硬件和软件设计的方法.试验结果表明,该方案可以很好地应用于合并单元的数字输出.