文档介绍：基于 DSP 全光纤高压电力监测系统的研究与实现
摘要
全光纤电流互感器是新型电子式电流互感器的一种。与传统电流互
感器相比,具有抗电磁干扰能力强、动态范围宽、绝缘结构相对简单、
重量轻、易于与计算机通信的优点,在电力系统中有着广泛的应用前景。
论文首先介绍了 Faraday 效应和偏振系统的 Jones 矩阵分析法基本
理论,并利用 Jones 矩阵分析法建立了反射式 Sagnac 干涉型电流互感器
的理论模型。
其次,在分析反射式 Sagnac 干涉型光纤电流互感器二次数字信号
处理系统需求的基础上提出了信号处理系统的架构,并详细介绍了各部
分硬件模块,其中着重描述了基于硬件同步采样方法的 AD 转换模块与
DSP 核心模块。接着简要介绍了系统的软件模块。
再次,本文研究了利用傅立叶变换进行谐波检测的方法,详细分析
FFT 应用于谐波分析时产生误差的两个原因—采样不同步和非时限信号
的截断效应。讨论了同步采样和加窗对频谱泄漏的抑制作用。在此基础
上选择加汉宁窗,通过插值算法对加窗后求出的结果做进一步调整,使
其满足系统设计要求。接着,本文探讨了利用小波变换进行谐波分析的
新方法,并在此基础上提出了将快速傅立叶变换和小波变换相结合的方
法,即傅立叶和小波变换联合检测方法。利用小波变换的奇异信号检测
能力和较好的时域分辨率,结合傅立叶变换准确的频域分辨能力对电网
谐波信号模型进行分析。
最后本文建立了各种类型的电网谐波的信号模型,并分别使用 FFT
与小波变换对这些模型进行仿真比较。通过比较总结出傅立叶变换和小
波变换各自适用的谐波类型。接着本文通过构造一个综合的电网谐波信
号对傅立叶和小波变换联合检测算法进行仿真研究,并与传统的分析方
法进行了比较,仿真结果表明该方法明显优于传统分析方法。
关键词:Faraday 效应;光纤电流互感器;谐波;快速傅立叶变换;小
波变换
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Research&Application of All Fiber-Optical High-Voltage
Electric Parameter Monitoring System Based on DSP
ABSTRACT
All Fiber-Optical Current Transformer (OCT) is one of three kinds of
new-style electronic current transformers. It has potential benefits over
conventional current transformers (CTs) such as inherent high-voltage
isolation, immunity to ic interference, enhancement in signal
bandwidth and dynamic range, ease of integration into future digital control
and protection systems and will be widely used in power electrical system.
Firstly, the paper describes the work principles of Faraday effect and
Jones matrix analyzing method of polarization the paper
establishes the theory model of reflective Sagnac interometer based fiber
–optical current transformer using Jones matrix analyzing method.
Secondly, the paper analyzes the requirement of reflective Sagnac
interometer based fiber –optical current transformer, presents the structure of
secondary signal processing system and describes the hardware model of
each part in detail. Among these, the thesis emphasizes