Rogowski线圈电子式电流互感器的数字积分器设计研究

发布时间：2017-10-25 05:15

  本文关键词：Rogowski线圈电子式电流互感器的数字积分器设计研究

  更多相关文章： 数字积分器 非累积型误差 累积型误差 镜像法 仿真 硬件测试

【摘要】：随着电力系统的发展,对电气测量的要求不断提高,Rogowski线圈电子式电流互感器作为一种新型的电流互感器,已有越来越多的学者对其进行研究。积分器是该电流互感器的重要组成部分,积分器的性能直接影响着电流互感器的总体性能。本文对一种用于Rogowski线圈的数字式积分器的设计展开研究,对数字积分器中的数字积分算法和各类误差进行深入分析,寻找新的有效方法消除积分过程中的直流误差,以提高数字积分器在稳态和暂态下的可靠性、稳定性和积分精度。本文首先分析了各类数字积分算法,认为复化梯形算法能很好地满足数字积分器高精度的要求。而后对数字积分器中的误差来源、产生的影响及消除方法进行了详细的分析、讨论,认为数字积分器的误差可分为两大类,即以积分初值为代表的非累积型误差和以直流误差为代表的累积型误差,进而提出了一种新的直流误差消除方法——镜像法,并确定以复化梯形算法为数字积分算法,用均值补偿法和镜像法来消除误差。在完成完整方案的构建后,对所设计的数字积分器进行了MATLAB仿真,取得了较满意的仿真结果后,进一步又用DSP实现该数字积分器,并在稳态、暂态、次谐波、高次谐波等不同的输入下对该积分器进行测试分析。仿真与硬件测试结果均表明,镜像法能极大地消除直流误差而不会对正确的信号产生影响,使用镜像法的数字积分器在各种输入下均能获得令人满意的幅值与相位精度。
【关键词】：数字积分器 非累积型误差 累积型误差 镜像法 仿真 硬件测试
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM452
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 电子式电流互感器的通用结构10-11
• 1.3 电子式电流互感器的分类11
• 1.4 Rogowski线圈电子式电流互感器的结构11-13
• 1.5 电子式电流互感器的发展现状13-15
• 1.6 本文的主要研究内容15-16
• 2 数字积分算法的分析与选取16-25
• 2.1 模拟积分器到数字积分器的转化方法16-17
• 2.2 模拟积分算法及其数字化算法17-22
• 2.3 传统积分算法22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 数字积分器的构建25-35
• 3.1 数字积分器的误差分析25-27
• 3.2 ADC限制的解决方案27-28
• 3.3 积分初值的解决方案28-29
• 3.4 直流误差的消除方案29-32
• 3.5 积分方案的选取32-33
• 3.6 本章小结33-35
• 4 数字积分器的仿真35-41
• 4.1 仿真环境及内容35
• 4.2 仿真模块设计及参数设置35-37
• 4.3 仿真结果及分析37-40
• 4.4 本章小结40-41
• 5 数字积分器的硬件测试41-56
• 5.1 硬件测试电路的构建41-42
• 5.2 硬件程序的编写42-45
• 5.3 镜像法的实验室及现场测试结果45-48
• 5.4 数字积分器的稳态测试结果48-53
• 5.5 暂态故障信号积分测试53-54
• 5.6 本章小结54-56
• 6 总结与展望56-58
• 6.1 全文总结56-57
• 6.2 课题展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

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本文编号：1092229