全光纤电流互感器信号处理系统设计与实现

发布时间：2017-07-29 06:10

  本文关键词：全光纤电流互感器信号处理系统设计与实现

  更多相关文章： 全光纤电流互感器 信号处理 调制 解调 闭环

【摘要】：全光纤电流互感器利用法拉第效应将电流转换为光相位信息,通过光电转换将光相位信息转换为电信号,从而将电流检测转换为电信号的检测。 全光纤电流互感器主要由光纤传感和信号处理系统组成。信号处理系统设计好坏直接影响到全光纤电流互感器系统的测试精度和稳定性。 相位调制器作为光纤传感与信号处理之间的接口,是信号处理系统的主要作用对象。围绕相位调制器,在前人研究成果的基础上,从调制、解调、闭环三个方面提出了“以等占空比归零方波作为调制信号,采用同频同相正弦波信号作为本振信号实现模拟相干解调,利用数字电路实现阶梯波闭环反馈”的信号处理方案。该信号处理方案具有测试精度高、灵敏度高、动态测量范围大等优点。 全光纤电流互感器信号处理系统设计分为硬件设计、逻辑设计、软件设计三个方面。硬件设计论证关键器件的选型和设计模拟电路,逻辑设计完成闭环反馈、数字滤波和通信接口等数字电路设计,软件设计给出Matlab GUI和C#GUI两种上位机方案。 为了验证信号处理方案的可行性与有效性,本文设计全光纤电流互感器系统样机并根据IEC60044-8标准搭建系统校验测试平台。实验结果表明,全光纤电流互感器系统样机的电流检测精度在室温条件下额定电流1000A时达到IEC60044-80.2级标准。
【关键词】：全光纤电流互感器 信号处理 调制 解调 闭环
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM452
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 课题研究现状与发展趋势10-12
• 1.2.1 光学电流互感器10
• 1.2.2 国内外研究情况10-11
• 1.2.3 全光纤电流互感器技术难点11-12
• 1.3 主要内容与论文结构12-13
• 第二章 全光纤电流互感器工作原理与理论分析13-21
• 2.1 光的偏振13-14
• 2.2 法拉第磁光效应14-15
• 2.3 光路传感结构15-18
• 2.3.1 偏振式15-16
• 2.3.2 干涉式16-18
• 2.4 相位调制器18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 全光纤电流互感器信号系统设计与关键技术仿真21-29
• 3.1 信号处理21-26
• 3.1.1 调制21-23
• 3.1.2 解调23-24
• 3.1.3 闭环24-26
• 3.2 系统仿真26-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 全光纤电流互感器信号处理系统详细设计29-57
• 4.1 总体设计29-30
• 4.2 硬件设计30-43
• 4.2.1 弱信号处理30-31
• 4.2.2 DAC驱动电路31-33
• 4.2.3 相干解调电路33-37
• 4.2.4 ADC采样电路37-39
• 4.2.5 核心处理器39-41
• 4.2.6 电源与地41-43
• 4.3 逻辑设计43-54
• 4.3.1 时钟分配43-45
• 4.3.2 调制与解调45-46
• 4.3.3 闭环反馈46-49
• 4.3.4 数字滤波49-52
• 4.3.5 通信接口52-54
• 4.4 软件设计54-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第五章 全光纤电流互感器系统测试57-65
• 5.1 系统调试57-61
• 5.1.1 开环调试57-59
• 5.1.2 闭环调试59-61
• 5.2 系统测试61-64
• 5.2.1 校验测试平台61-62
• 5.2.2 实验结果62-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 攻读学位期间发表的学术论文目录73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋勇;刘东伟;李平;;全光纤电流互感器在淮北发电厂110kV系统挂网试验研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

2 刘晔,夏建生,张峗;光学电流传感器系统的线性双折射问题及对策[J];传感器技术;2000年03期

3 张朝阳;张春熹;王夏霄;刘晴晴;罗光明;;光纤电流互感器λ/4波片温度误差补偿[J];电工技术学报;2008年12期

4 王晓菁;;光学电流互感器的研究方向与现状[J];电力科学与工程;2008年02期

5 王夏霄;张春熹;张朝阳;邬战军;;一种新型全数字闭环光纤电流互感器方案[J];电力系统自动化;2006年16期

6 肖浩;刘博阳;湾世伟;赵玉才;;全光纤电流互感器的温度误差补偿技术[J];电力系统自动化;2011年21期

7 黄建华;王佳;;光学电流互感器的关键技术[J];电力自动化设备;2009年12期

8 周伟;杜玉晓;杨其宇;张育俊;曾浩;;FPGA跨时钟域亚稳态研究[J];电子世界;2012年03期

9 袁玉厂;冯丽爽;王夏霄;姜中英;;全光纤电流互感器检测系统的设计[J];光电工程;2006年05期

10 李红斌,张明明,刘延冰,汪本进;几种不同类型电子式电流互感器的研究与比较[J];高电压技术;2004年01期

，

本文编号：587741