电子式电流电压传感器的研究

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1、同济大学电子与信息工程学院硕士学位论文电子式电流电压传感器的研究姓名：刘海龙申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：金立军20070101摘要随着电力工业的不断发展及电网电压等级的不断提高，传统的电磁式互感器的绝缘、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小等问题日益突出。于是，各种旨在解决高压电器电流电压测量的新方法应运而生。基于电磁感应原理的电子式电流电压传感器的研究得到了国内外研究人员的广泛重视。本课题主要介绍了电子式电流电压传感器的设计方案，对传感头部分的具体参数进行了计算和验证，完成了传感头输出模拟信号的数字化处理以及低压侧MCU的程序设计和外围

2、控制电路设计。在本设计中，电流测量范围是0～630A，采用Rogowski线圈作为电流传感头。电压测量范围是0～10kV。经考证：电容分压具有耐受电压等级高的特点，在110kV电压等级以上，常用电容分压结构；电阻分压具有’狈8量精度高的特点，在lOkV电压等级以下，常用电阻分压结构。为兼顾设计的可靠性和安全性，电压传感头采用阻容分压结构。电压传感头和电流传感头输出的均为源信号的微分模拟信号，所以应该对其进行积分补偿。同时，为了保证高压侧传感头输出模拟信号不受外界干扰，必须在高压侧应进行模拟信号到数字信号的转换，并用屏蔽双绞线传送至低压侧。低压侧采用MCU

3、实现信号处理、显示、通讯等多种功能。关键词：电流传感器，电压传感器，Rogowski线圈，阻容分压器AbstmctABSTRACTWiththedevelopmentofthepowerindustry,theproblemofinsulation、magneticsaturation、ferromagnetic、smalldynamicrangeintraditionalelectromagneticmutual-inductorisextrudingincreasingiy．then,varietiesofnewmethodsinmeasuringt

4、osolvetheproblemofvoltageandcurrentinhigllvoltageelectricsemergeasthetimesrequire．Thepeopleintheworldfocusonthestudyabouttheelectroniccurrentandvoltagemutual-inductorbasedOiltheprinciplesofelectromagnetism．ThissubjectmainiyintroducesonecaseofsensingintheeleOronicCtLrrentandvoltag

5、emutual-inductor,andalsogivesaccuracycountandproofreader．Theconversionoftheanalogsignalstodigitalsignalsinthesensinghasbeendone．TheprogramdesignandassistantcircuitdesignoftheMCUalsohavebeendone．Inthedesign,thecurrentmeasuringrangeisbetween0to630A,thevoltagemeasuringrangeisbetween

6、0tolOkV,accordingtocriticism,capacitivevoltagedividercansupporthighvoltage，80itisusedOVerIIOKV．Resistivedividerhashigllmeasuringaccuracy,thenitisusedbelowlOkV．Forreliabilityandsafetyofdesign，theresistiveandcapacitivevoltagedividerhasbeenchosen．Bothoftheoutputofvoltagesensingandcu

7、rrentsensingarcdifferentialsignalsoforiginalones，sotheyshouldbeengivenintegralcompensation．Toavoidtheanalogsignalsofthesensingdisturbed,theanalogsignalsshouldbeconvertedtodigitalsignalsinhighvoltagesideandtransmittedtolowvoltagesideintwisted-pairwithshield．Thelowvoltagesidemainly

8、USeMCUtocompletethesignalmeasure、thedigi