电子式互感器误差检定系统的研究

发布时间：2017-09-19 07:22

  本文关键词：电子式互感器误差检定系统的研究

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【摘要】：近些年,随着计算机、通信和传感技术的高速发展,国家电网公司顺势提出了“建设统一坚强智能电网”的宏伟战略,国内各个原有变电站改造和新变电站投运都已全面向数字化变电站发展。作为电力系统的重要组成设备之一,电子式互感器以其测量精度高、动态范围大、为二次设备提供数字接口等优势,在智能电网建设中得到了广泛应用。电子式互感器的精度是否达标是电力系统二次测量、监测、保护等设备能否正常运行的决定性因素,因此在电子式互感器投运前或大修后,对其精度进行检定显得十分必要。本文依据电子式互感器采样值传输标准IEC61859-9-2及相关资料,采用直接比较法,搭建了基于FPGA与LabVIEW的电子式互感器误差检定平台,用于0.2级及以下电子式互感器的精度检测。论文首先介绍了电子式互感器及合并单元的工作原理,并分析了电子式互感器各个参数与误差定义,然后提出了电子式互感器误差检定系统的设计方案,接下来对系统具体的硬件与软件设计进行了详细说明。硬件方面：针对标准互感器输出数据的采集与转换,设计了信号调理电路和A/D转换电路；为实现与被检电子式互感器合并单元通信,设计了以太网控制器电路；最后设计了USB传输控制电路,为两路采样值信息的高速、准确上传提供物理支持。软件方面：首先介绍了IEC61850-9-2标准,并依据此标准对电子式互感器数据帧的接收与解析模块进行了Verilog编程和SignalTAP仿真；然后利用LabVIEW中的VI模块实现了对数据包分离与提取、加四阶矩形卷积窗的DFT算法、误差计算和交互界面的设计。最后参照国家高压计量站的试验方法,对误差检定系统进行了准确度校准试验,以检测系统精度。测试数据表明：整个系统设计合理可行,系统精度可达相关规范要求。
【关键词】：IEC61850-9-2 电子式互感器 误差检定 LabVIEW
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景与意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 课题研究的主要内容及章节安排13-15
• 2 检定系统的整体设计方案15-21
• 2.1 电子式互感器的相关理论研究15-18
• 2.1.1 合并单元与标准输出15-16
• 2.1.2 电子式互感器的误差定义16-18
• 2.2 系统检定原理与方案设计18-20
• 2.2.1 系统的检定原理18-19
• 2.2.2 系统的方案设计19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 硬件电路设计21-32
• 3.1 FPGA最小系统电路21-23
• 3.2 信号转换电路23-27
• 3.2.1 信号预处理电路23-25
• 3.2.2 A/D转换电路25-27
• 3.3 网络通信电路27-28
• 3.4 时钟同步电路28-29
• 3.5 数据传输电路29-31
• 3.5.1 传输方式的选取29-30
• 3.5.2 USB传输电路30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 4 软件部分实现32-46
• 4.1 IEC61850-9-2数据帧的接收与解析32-38
• 4.1.1 IEC61850-9-2分析32-35
• 4.1.2 数据帧的接收与解析35-38
• 4.2 基于LabVIEW的软件设计38-45
• 4.2.1 LabVIEW与USB的通信设计38-40
• 4.2.2 加窗函数的DFT算法40-44
• 4.2.3 误差计算与系统界面设计44-45
• 4.3 本章小结45-46
• 5 检定系统不确定度分析与准确度试验46-51
• 5.1 不确定度分析46-48
• 5.1.1 A类不确定度的计算46
• 5.1.2 B类不确定度的计算46-47
• 5.1.3 不确定度分量表47
• 5.1.4 不确定度评定47-48
• 5.2 准确度试验48-51
• 5.2.1 试验的理论依据与方法48-49
• 5.2.2 模拟试验与结果分析49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-55
• 致谢55-56

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本文编号：880297