电流电压互感器测试仪信息通道/输出模块设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1研究的目的及意义

随着全球范围的电子科技技术的不断发展，不论是国外还是国外对于电力的需求是都飞速增长的，这便使得电网系统日益复杂和更加重要。而电压电流互感器就成了电力系统中非常重要的一个一次设备，也是在电力系统中可以进行电能的计量以及继电保护的基础测量的设备，因此在设计时便要求其极高的安全性及其可靠性。以前传统的电磁式的电压/电流互感器已经无法再满足现在的数字化、自动化、速度化的电力系统的使用要求了。因此如何进一步将传统的电压电流互感器与新技术结合起来已经成为当前全世界范围内的瞩目课题。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1设计的基本内容及目标

内容：本次设计的主要内容是设计电压电流互感器仪器的通道和输出模块。

目标：通道模块可以实现通信的传输；而输出模块可以实现数据的输出和测量。

2.2 设计的基本要求与技术指标

1）准确度等级：0.2-0.5；

2）误差范围：≤±1%；

3）绝缘材料：环氧树脂；

2.3拟用设计方案

2.3.1方案一

整台设备的统一方案是利用DSP TMS320F2808芯片作为主控制CPU，对仪器的所有数据和动作进行计算与控制，该芯片有100个引脚，其标准配置功能完全可以实现测量中所需要的反应速度与数据处理能力。在该主芯片已有最小系统的前提下利用数字电路与模拟电路的相互转换作为外接电路，将测得的模拟信号通过AD转换成数字信号以便于处理器的处理。

下面是本次设计部分的两块功能的设计：

1.OUT模块：此模块的主要功能就是要可以测量电压的数据并将其输出。因此在OUT模块中将设计输出电压测量（USEC模块）、感应电压测量模块（UPRI模块）以及过流保护模块来满足输出的基本要求。

2.通道模块：此模块的功能是将接受到的主CPU 的信号传输到OUT中。因此在通道模块的设计中主要的设计思路是尽可能的采用最灵敏的信号接收方式，一旦CPU传递的信号发生变化，后者所传输的信号一定要及时做出响应。因此初步使用光耦来进行信号接收以及向后传递。接收到的信号会经过模拟电路进行计算之后再通过AD转换成数字信号

2.3.2方案二

第二种方案是利用STM32作为主控制芯片进行设计，在电子电路部分的设计来说都是利用模电与数电的基本知识进行电路的构建。

STM32是RAM架构的内核，其有非常多的性能优点：低功耗、低成本以及高性能是STM32最受青睐的原因之一。另外使用STM32时，由于和它相同系列的产品越来越多，在电子设计中前呼后应会使得设计很多方便。STM32有着非常高的集成度以及非常丰富的外设，这样使用起来是非常方便的可以非常方便的使用USB等接口。

硬件电路设计也是分为信息通道模块和输出模块的设计，这一点和方案一中的技术相差不大，唯一的变化是添加了电子液晶屏显示模块。

考虑到本设计需要用到非常强大的数据计算功能，以及STM32中存在的诸多不确定BUG的问题，最终确定使用方案一进行设计。

2.4技术路线和措施

在本次设计中采用的技术路线是实体的硬件电路的制作，因为虚拟仪器在这样的使用仪器中存在非常多的不方便以及复杂性，因此采用技术已经非常成熟的PCB板实体仪器的设计。

在仪器制作完毕之后，所进行的技术措施时进行联调，用实际的数据来测得设计的正确性，若不正确则进行技术改正；若正确，则进行更高技术指标的改进和调试。

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容和要求，了解所设计的部分在仪器中的作用，学习相关知识，确定设计方案，做好设计准备；

第4-5周：完成并提交开题报告以及外文翻译；

4. 参考文献（12篇以上）

4．参考文献

[1]彭丽.10kv/35kv电子式电压/电流互感器研究[d].华中科技大学,2006.

[2]闫培丽,王红晋,郭亚昌.电流互感器、电压互感器二次参数选择问题研究[j].中国电力,2009,42（6）:55-59.