系统控制精度达到0.2 S级测量准确度的要求

电流互感器作为高压电网检测主要设备，不仅为电能的计量提供参数，而且是为继电保护提供动作的依据。随着国家智能电网和特高压电网的发展，传统电磁式电流互感器逐渐暴露出其致命缺陷，例如高电压等级时绝缘极为困难、更高电压下易磁饱和导致测量精度下降等[1]。相比之下，光纤电流互感器具有抗电磁干扰能力强、绝缘可靠、测量精度高、结构简单和体积小巧等诸多优点，是当前研究热点[2-3]。作为光纤电流互感器的核心部件，其检测和控制电路对电流检测精度和范围具有非常重要的影响。
    目前检测和控制电路实现主要有两种方案，一种是以数字信号处理芯片(DSP)为核心[4-5]，由于DSP的速度越来越快，使得DSP成为很多数据处理和信号检测方案的首选，但在时序控制方面是其瓶颈，由于时序控制精度和速度直接影响光纤电流互感器的检测精度，所以该方案控制精度提高有限；另一种是以现场可编程门阵列（FPGA）和DSP为核心器件[6-7]，结合两者的优点，利用FPGA来完成系统时序控制，DSP实现各种数字信号处理算法，虽然可以获得非常高的控制精度，但系统结构相对复杂，可靠性下降。随着FPGA技术的发展，FPGA不仅被用来进行精密时序控制，而且可以实现复杂数字信号处理功能。本文利用FPGA来实现精密时序控制的同时，实现非常复杂的信号处理算法，并以FPGA为核心器件完成光纤电流互感器信号检测和控制电路设计，利用该电路控制光纤电流互感器传感头进行电流测试和标定。试验结果表明，系统控制精度达到0.2 S级测量准确度的要求。