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1、本科毕业论文论文题目：基于互感器的大电流测量系统研制 学 号： 200801230208 姓 名： 李欣 学科专业： 电子信息科学与技术 指导教师： 宋蓬勃 山东师范大学教务处制2012 年 5 月 20 日2毕业论文（设计）内容介绍论文（设计）题 目基于互感器的大电流测量系统研制选题时间201110.10完成时间2012.5.20论文（设计）字数5249关 键 词磁传感器 大电流 离散傅里叶变换 准确性论文（设计）题目的来源、理论和实践意义：传统的电流测量使用电磁式互感器，但其存在许多固有的缺点，近年来随着技术的发展，相继出现了 Rogowski 线圈电流互感器，电子式电流互感器，光电电流互
2、感器等。而大电流测量用互感器的小型化，智能化和低成本是一个必然的趋势，用微磁传感器测量电流周围的磁场从而测量电流是解决这一问题的一种思路。基于互感器测量大电流的方法，设计了一套测量大电流的实验测试系统，基于离散傅里叶变换的电流测量算法设计了数据采集处理的软件系统，通过对不同母排截面形状，不同母排拓扑，不同传感器拓扑，不同电流大小的各种组合进行试验。通过电流传感器的实践，可以是电流实时测量和显示，提供机电保护信号同时具有微机通讯接口。论文（设计）的主要内容及创新点：此测量系统只关注最高次为 51 次的谐波，其波长远大于测量系统的尺寸。本 测量系统属于磁准静态场,可忽略位移电流，不考虑电磁场的波动
3、性,设磁场空间中 不存在非线性物质。磁场与产生它的电流具有相同频率，在工作带宽内磁传感器输出随磁场的变化 而变化，所以磁传感器输出电压的频率等于磁场频率。在幅值以及相位上，磁场与 电流以及磁传感器输出与磁场之间都具有线性关系。此次测量采用的是互感器测量大电流的一种新的测量方式，更加精确的保证了大电流的测量的准确性。3附：论文（设计）本人签名： 年 月 日4目录目录摘要 .41 1 基本原理基本原理 .52 2引言引言 .53 3实验系统设计实验系统设计 .63 31 1 实验系统总体结构实验系统总体结构 .63 32 2 实验测试硬件系统实验测试硬件系统 .63 33 3 数据采集处理软件系统
4、数据采集处理软件系统 .74 4验证内容验证内容 .84 41 1 实验内容实验内容 .84 42 2 实验数据及误差分析实验数据及误差分析 .84 42.12.1 不同电流大小的实验情况不同电流大小的实验情况 .84 42.22.2 不同模型形势的实验情况不同模型形势的实验情况 .94 42.32.3 不同母排间距的实验情况不同母排间距的实验情况 .94 42.42.4 不同磁传感器拓扑的实验情况不同磁传感器拓扑的实验情况 .104 43 3 实验结果讨论实验结果讨论 .105 5总结总结 .11参考文献 .125基于互感器的大电流测量系统研制摘要 电力系统中现有的大电流测量设备往往存在体积
5、大、测量范围窄、绝缘困难等缺陷，故提出了使用互感器测量交直流大电流的思路，该测量方法具有体积小、成本低、非接触测量、交直流通用、可数字化输出等优点。为了分析在实际系统中影响该方法测量精度的若干因素，利用基于 离散傅里叶变换的多相大电流测量算法，设计了大电流实验测量装置，并使用该装置进行了一系列不同母排形状的测量实验，并对各测量环节产生的误差来源进行了理论分析。关键词 磁传感器；大电流；离散傅里叶变换；准确性Abstract Currently available methods for high current measurement often have shortcomings of la
6、rge volume, limited measurement range and difficulty in insulation in power systems. Hence the demand of many electrical applications for novel technologies to overcome these problems. To this end, a promising solution is the utilization of magnetic sensor arrays to measure both the AC and DC large
7、current in a power system. Compared with transformers, this approach has such advantages as a smaller size, lower cost, digital output and non-contact measurement. In order to analyze several aspects affecting the measuring accuracy, the poly-phase current measurement algorithm based on the DFT is e
8、mployed, and the hardware and software frameworks of the experimental measurement system are designed. A series of experiments on different bus-bar cross sections are completed with the experimental system, and the current errors introduced in each step are also analyzed. Keyword Magnetic sensor;high current;DFT;accuracy61 1 基本原理基本原理此测量系统只关注最高次为 51 次的谐波，其波长远大于测量系统的尺寸。本测量系统属于磁准静态场,可忽略位移电流，不考虑电磁场的波动性,设磁场空间中不存在非线性物质。其中任何电流（im（t） ，m=1，2，M）和传感器输出电压（vn（t） ，n=1，2，N）作为周期信号都可用傅里叶级数分解为各次谐波，并可将电流，电压的第 k 次谐波表示为：m，k=Im，kejm，k （1）式中的两个量分别是第 m 个电流第 k 次谐波的幅值和初相位。磁场与产生它的电流具有相同的频率，在工作带宽内磁传感器输出随磁场的
