基于DSP的光學(xué)電流互感器測(cè)試平臺(tái)的研制.pdf

1、光學(xué)電流互感器(Optical Current Transformer)是一種新型的基于法拉第磁光效應(yīng)，且以光纖作為介質(zhì)的電流檢測(cè)裝置，具有響應(yīng)速度快、易與數(shù)字設(shè)備接口、無鐵心等諸多優(yōu)越性，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中得到極大的重視，是傳統(tǒng)的電磁式電流互感器的替代品，擁有良好的發(fā)展空間。
　　 本文著手于光學(xué)電流互感器的測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析比較單光路、雙光路和改進(jìn)的雙光路三種信號(hào)檢測(cè)方案的優(yōu)劣，對(duì)所采用的數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行剖析，建立系統(tǒng)

2、的數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)框圖，推導(dǎo)得到輸出光強(qiáng)表達(dá)式，分析出線性雙折射和激光光源功率不穩(wěn)定是阻礙光學(xué)電流互感器實(shí)用化的原因。
　　 本文在分析光學(xué)電流互感器的信號(hào)檢測(cè)處理方案的基礎(chǔ)上，研制基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的光學(xué)電流互感器測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)包括測(cè)量系統(tǒng)和光強(qiáng)信號(hào)模擬器兩部分。測(cè)量系統(tǒng)的硬件電路采用雙光路信號(hào)檢測(cè)處理方案，通過程控差動(dòng)放大器實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算，將傳統(tǒng)的模擬除法運(yùn)算通過軟件實(shí)現(xiàn)，消除采用模擬除法器引入的干擾信號(hào)，配合改良

3、的模擬濾波器，有效改善測(cè)試平臺(tái)的硬件測(cè)量性能。采用PSpice-軟件對(duì)其硬件電路仿真，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠有效提高電流信號(hào)的檢測(cè)精度，拓寬頻率響應(yīng)范圍。測(cè)量系統(tǒng)的軟件采用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的高階FIR數(shù)字濾波技術(shù)對(duì)采樣值進(jìn)行濾波處理。通過Matlab軟件對(duì)FIR數(shù)字濾波器性能仿真，結(jié)果表明，該FIR數(shù)字濾波器可有效抑制噪聲，濾除雜波信號(hào)，提高檢測(cè)精度，還原信號(hào)。
　　 基于實(shí)用化原則，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，通過DSP和D/A模塊配合，設(shè)計(jì)波