配电变压器低压侧无线式电流变送器的设计

摘要

长期以来，窃电现象一直屡禁不止，窃电行为呈现出多样化、智能化、产业化等特点，这不仅给电力企业造成了严重的经济损失也扰乱了正常的供电秩序。当前，电力企业在反窃电过程中碰到的普遍难题是取证难、反窃电水平低，如何提升反窃电技术水平是摆在科研人员和稽查人员面前的重要课题。研制出一种智能反窃电稽查装置对于电力企业的反窃电工作具有重要的现实意义。
　　本文研究的无线式电流变送器，是低压智能反窃电装置的重要组成部分，能将配电变压器低压侧三相输电线上电流信号采集并无线传输至稽查主机，与用户电能表电流参数进行比对，防止在配电变压器与计量电表间发生电流法窃电，从而填补了当前不存在反电流法窃电装置的漏洞。
　　针对无线式电流变送器的功能部分进行方案设计，分析了方案中各个组成部分的原理及工作流程，根据设计要求对电流变送器进行软硬件实现，选择可插拔式的高精度 Rogowski线圈作为测量探头，从而便于带电安装，并结合三相电表计量芯片ADE7878实现电流有效值计算，采用数字积分器和失调校准消除了时漂与温漂的影响，并设计低功耗控制模块实现系统低功耗。
　　另外，设计了无线式电流变送器供能方案，分析了供能电源的基本要求，在对比了几种取能方式后选择了更加合理的取能线圈和电池供电相结合的供电方式。经磁场及磁路分析可知，开气隙可以有效解决磁饱和等难题。设计了后续处理电路，包括瞬态保护及过压监测电路、整流滤波电路、DC-DC电路、电源管理电路和可充电电池，保证取能电源可以长期稳定地供能，并确保了取能电源能够适应输电线较宽的电流范围。
　　对无线式电流变送器进行功能调试，结果表明电流变送器达到了低功耗、无线传输距离100m、测量精度小于3％的设计要求；另外，通过模拟取能线圈的输出电压，验证了取能电源后续处理电路能够稳定运行。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及来源

1.2 课题研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 无线式电流变送器的功能实现

2.1 引言

2.2 无线式电流变送器的设计要求

2.3 系统的组成结构

2.4 无线式电流变送器的硬件设计

2.5 无线式电流变送器的软件设计

2.6 本章小结

第3章 无线式电流变送器供能方案的设计

3.1 引言

3.2 供能电源的基本要求

3.3 供能方案的提出

3.4 取能线圈方案设计

3.5 后续处理电路的硬件设计

3.6 本章小结

第4章 实验及数据分析

4.1 无线式电流变送器的功能调试及数据分析

4.2 后续处理电路的调试

4.3 本章小结

结论

参考文献

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