一种电子式互感器光信号输出方案的设计和应用.pdfVIP

一种电子式互感器光信号输出方案的设计和应用 杨春丽，祁海龙，刘 琳，刘永猛 （河北北恒电气科技有限公司，保定 河北 071051 ） 摘 要：介绍了电子式互感器电光转化系统的实现方式。文 由图 1 可知，电子式互感器输出的模拟量小电 中以MAX125 和 HFBR1414 为主要硬件，DSP2407 为硬件 压信号经过 A/D 转换芯片后输出数字信号，数字信 开发平台，构建了一个电子式互感器弱电压信号采集和光化 号经过电光转化芯片后变为光信号，最终由光纤输 的系统，实现了电子式互感器的光纤信号输出。该系统具有 出，实现了互感器信号的对外的光纤传输，满足数 多通道同时采集、速度快、功耗低、处理能力强等优点。将 字化变电站的要求。 该系统应用于 35kV 数字化变电站能够满足精确性、实时性 综合考虑器件的转换速率、分辨率、是否适用 的要求。 同步采样、是否带有采样保持器等诸多因素，本设 关键词：电子式互感器；数字化变电站；模/数转换；电光 计中 A/D 转换芯片选用 MAXIM 公司的 14 bit A ／ 转化 D 芯片 MAX125 ，电光转化芯片选用Avago 公司的 0 引言 HFBR1414，TI 公司的TMS320LF2407 作为主 CPU 随着电力系统向大容量、超高压和特高压方向 用于控制数据的采集、处理以及输出。 的发展，对电力设备小型化、智能化、高可靠性的 1.2 电子式互感器输出信号的处理 要求越来越高。目前，系统中广泛应用的电磁式电 电子式互感器二次输出为模拟量小电压信号， 流互感器和电压互感器除了绝缘结构复杂、体积 此电压信号一般为零点几至几伏。为满足电力系统 大、造价高之外，还存在磁饱和、铁磁谐振、动态 中保护 20 倍过载能力以及对测量信号高精度的要 范围小等缺点。因此，电磁式互感器难以满足电力 求，需要对互感器输出信号进行处理。以保证信号 系统发展需求。新型电子式互感器具有结构紧凑、 波形不失真，提高系统抗干扰性，满足电力系统对 体积小、抗电磁干扰、不饱和、易于数字信号传输 互感器输出信号的不同要求为原则，本系统在互感 等优点。随着特高压变电站的建设以及全封闭组合 器二次输出信号进行 A/D 转换之前，对信号进行了 电器(gas insulated switch gear, GIS) 和组合电器 处理。单相互感器输出信号的处理如图 2 所示。图 (hybrid gas insulated switch gear, HGIS) 的普遍应用， 2 中，左侧的“IN”为电子互感器二次输出信号，此 [1] 电子式互感器具有更广阔的应用前景 。 信号经过三级运放后由 U8 的7 脚输出至 A/D 转换 从输出信号的类型分类，电子式互感器可分为 芯片 MAX125 。 模拟信号输出的电子式互感器和光纤信号输出的 电子式互感器。目前，模拟信号输出的电子式互感 器在国内电子式互感器市场中占有很大比重，然 而，数字化变电站中采用光纤进行传输，这就影响 了模拟信号输出的电子式互感器在数字化变电站 [2] 中的应用 。本文就此问题提出了一种解决方案， 将先进的数字信号处理技术和电光转化技术应用 图2 单相信号处