電子式互感器中的高精度數(shù)字積分技術(shù)研究.pdf

1、作為數(shù)字化變電站的重要組成部分，電子式電流互感器擁有體積小、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)?？招木€圈電子式電流互感器作為比較常見的一種，其精度主要由空心線圈和積分環(huán)節(jié)決定。由于空心線圈的制作可以通過標(biāo)準(zhǔn)化工藝和PCB規(guī)范制作，因此積分環(huán)節(jié)的精度極大程度上影響著電子式電流互感器的功能發(fā)揮。雖然模擬積分器制作簡單，但是由于模擬器件時漂、溫漂的影響，即使制作對應(yīng)的改良措施也無法完全避免模擬器件的影響，所以目前短時測量中較多應(yīng)用數(shù)字積分算法。常規(guī)的數(shù)字積分算法以

2、其不受溫度干擾、輸出數(shù)字量等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。然而，常規(guī)數(shù)字積分算法雖然簡單有效，但也存在著精度不高，長時間的累積誤差難以消除的問題，通過改進(jìn)算法可逐步解決。本文針對常規(guī)數(shù)字積分算法存在的不足，對應(yīng)用于信號處理部分的數(shù)字積分環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入研究，設(shè)計出多種不同的改進(jìn)方案，可根據(jù)不同場合的需求進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用：
　　1.在綜合分析數(shù)字積分算法原理的基礎(chǔ)上，以梯形積分算法為主體，結(jié)合FFT算法測量諧波頻率的的功能，加入曲線擬合原理，設(shè)計出

3、一種具有頻率自適應(yīng)能力的數(shù)字積分算法。在電子式電流互感器的諧波信號測量中，可用多項(xiàng)式矯正各次諧波幅值誤差，最終以12.8kHz的采樣速率使2～50次諧波電流信號計算出的幅值相對誤差控制在0.01%以下，該算法可有效抵抗電網(wǎng)信號頻率±0.5Hz波動的干擾。
　　2.深入分析了采樣頻率、諧波、噪聲干擾、頻率波動等因素對積分環(huán)節(jié)的影響，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于Gauss算法的高精度數(shù)字積分器。仿真實(shí)驗(yàn)表明：對基該數(shù)字積分器，存在13次以

4、下諧波源時，復(fù)合誤差不超過0.13%。頻率波動范圍±0.5Hz時，復(fù)合誤差小于8×10-5%。存在幅值比10%的白噪聲時，6.4kHz采樣率下基波幅值比差為0.077%，該積分器可滿足多干擾條件下的測量需要。
　　3.依據(jù)牛頓科茨算法的推導(dǎo)形式，研究出龍貝格算法的規(guī)律，利用不同傳遞函數(shù)之間的組合，根據(jù)不同步長之間的誤差降低規(guī)律，設(shè)計出一種定步長迭加形式的積分算法，并加以應(yīng)用，用仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其諧波、噪聲等不同條件下的可行性。對0.2