基于Rogowski线圈的电流互感器信号处理中积分算法的研究

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛应用前景，备受关注。但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度，本文对Rogowski线圈的积分算法进行了研究，分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式，并对其性能进行了分析。从中得到了一些有益结论，可进一步改善积分环节，提高电子电流互感器的测量精度。     

电子式电流互感器的积分器技术

基于Rogowski线圈的电流互感器与传统电流互感器相比具有广泛的应用前景,但Rogowski线圈的自身特性以及后续信号处理电路一直影响着电子电流互感器的测量精度.对Rogowski线圈的积分算法进行了研究,分别叙述了模拟和数字两种算法及其实现形式,设计了新的积分器,以进一步改善积分环节,提高电子电流互感器的测量精度.设计了数字积分器,其精度可满足IEC60044-8标准0.2级要求.     

基于Rogowski线圈电流测量技术研究

随着我国电力系统的不断发展,系统的容量和电流在不断加大,电流值的测量技术成为当今研究的热点。在分析Rogowski线圈工作原理的基础上,系统论述了Rogowski线圈电流互感器的电流计算方法,同时对Rogowski线圈电流互感器的误差进行了分析,为开展Rogowski线圈电流互感器的设计和制作奠定了理论基础。     

新型传统Rogowski线圈的设计与研究

针对传统Rogowski线圈测量小电流存在的一些精度及灵敏度低等性能问题,提出一种具有高精度、高灵敏度结构的新型传统Rogowski线圈电流互感器。该互感器由一块印制电路板(PCB)和4个迷你版的传统Rogowski线圈组成。简单阐述了Rogowski线圈的基本工作原理,并对新线圈的结构与部件进行详细讲解。给出了新结构Rogowski线圈的互感系数、自感和电阻计算方法。通过Matlab软件分析线圈的幅频、相频特性,工频实验测试结果表明线圈具有良好的线性度,对小电流(100 A以下)测量的精度和灵敏度有较大提高,对进一步推广Rogowski线圈在电力系统中的应用具有重要意义。     

Rogowski线圈电流互感器在智能变电站的应用

本文阐述了Rogowski线圈电流互感器的基本原理及关键技术。通过分析成型产品ECVT800-110/BG互感器的测试结果,验证了Rogowski线圈电流互感器能够满足智能变电站的测量要求。还介绍了智能变电站电子式电流互感器及合并单元的配置原则,最后指出Rogowski线圈电流互感器将成为未来电力系统信号测量和互感器技术发展的必趋势。     

一种基于磁动势平衡的Rogowski线圈控制模型

Rogowski线圈主要应用于脉冲大电流的测量,而电力系统中测量用电流互感器的使用环境中存在着诸多干扰。因而,要实现Rogowski对线圈工频稳态电流的准确测量,就需要了解Rogowski线圈对工频稳态电流的测量特性以及干扰对测量的影响。为此提出了一种基于磁动势平衡思想的Rogowski线圈动态控制模型,利用该模型描述了Rogowski线圈的一、二次侧各电气参量,并对互感器工频电流的稳态测量特性、干扰信号的影响作出了分析。     

环形Rogowski线圈传感头的设计

电子式互感器是智能电网新型量测体系的关键部件,Rogowski线圈型电子式电流互感器已成为目前电子式互感器研究和应用的重点。Rogowski线圈传感头的设计直接决定了互感器的测量精度。笔者着重介绍了基于Rogowski线圈的电子式互感器的工作原理和传感头的设计方法,根据设计理论制作了Rogowski线圈传感头,并进行相关的实验,其测量精度在实验室条件下满足0.2S级要求。     

Rogowski结构电子式电流互感器复合误差的检测方法

随着电子式电流互感器(ECT)的广泛应用,探求精确、便于现场实现的电子式电流互感器误差检测方法十分必要.本文提出了一种Rogowski结构电子式电流互感器的复合误差检测新方法.通过对Rogowski线圈输出信号的积分还原的深入分析,利用传递函数对比了硬件积分和软件积分两种方案的优缺点,提出采用希尔伯特变换的数字积分,并...     

电流互感器饱和过程分析及对策

对传统的电磁型电流互感器的饱和过程进行分析,论述了几种防止电流互感器饱和的对策,例如增大电流互感器变比;减小电流互感器二次负载;采用由洛高夫斯基线圈(Rogowski线圈)原理制成的电流互感器。介绍了由Rogowski线圈原理制成的电流互感器。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了线圈三维电磁场模型,提取了线圈的电感、电容参数。利用求取的参数及等效电路,对其开环特性、闭环转移阻抗及相关影响因素进行仿真,仿真与实验结果对比表明了所建立电路模型的合理性,同时验证了参数的准确性。     

高频大电流测量

分析了Rogowski线圈的工作原理及其两种工作状态.针对高频大电流,设计了一套测量系统.给出了中心频率为50kHz、额定电流为600A的高频大电流试验结果.试验结果和实际运行情况表明,在10～100kHz范围内,其准确度可达0.5%.     

局部放电检测用宽频带电流传感器的探讨

研究了带铁芯的罗戈夫斯基线圈型电流传感器的几个主要参数对其传递函数幅频特性的影响 ,综合考虑各种因素 ,探讨了具有最优幅频特性的宽频带罗戈夫斯基线圈型电流传感器。     

高压直流电子式电流互感器Rogowski线圈研究

为实现高压直流系列产品国产化,从高压直流电子式电流互感器(electronic current transformer,ECT)的传感部分核心器件——Rogowski线圈的研究着手,分析Rogowski线圈的原理和特点,提出一种适用于高压直流ECT的Rogowski线圈设计方案,介绍其规格参数、制作及安装等。频率响应试验证明Rogowski线圈对各频率谐波电流的幅值测量误差在0.2%以内,线圈响应灵敏度试验证明Rogowski线圈的相位误差在200μs以内,该线圈的设计性能均满足国际标准要求,验证了Rogowski线圈设计方案具有测量精度高、功率输出低、结构简单、线性良好、测量值易于数字化输出等优良特性,为该产品的国产化实现提供了技术依据。     

基于多层PCB罗氏线圈的精密冲击电流测量装置

为准确评估防雷设备性能,冲击电流测量装置的测量精度和响应特性至关重要,因此文中提出了高频性能好、抗干扰能力强、灵敏度足够大的多层印刷电路板(PCB)罗氏线圈设计方案。文中分析了雷电流波形的频率范围以及罗氏线圈的传变特性;依据罗氏线圈尺寸、匝数与线圈频率特性之间的关系曲线,确定了线圈的结构尺寸;设计了新型屏蔽和信号输出方式,增强抗干扰能力。通过增加线圈厚度和串联线圈的方法,增大输出电压灵敏度。根据标准要求,进行测量装置的动态特性、标准雷电流测量误差以及线性度试验研究。试验中测量装置响应时间小于90 ns,相对过冲小于10%;与标准Pearson线圈比对,峰值误差小于0.2%,时间参数测量误差小于0.3%;5~40 kA电流范围内,测量装置线性度约为0.3%。试验结果表明研制的冲击电流测量装置具有良好的高频电流信号测量能力。     

电子式电流互感器传变特性测试与分析

目前,由于缺乏有效而实用的综合测试平台,开展不同原理电子式电流互感器(ECT)在实际工况下的计量准确度和保护传变特性试验还很少。文中分析了影响ECT准确度和传变特性的关键因素和环节,研制出能够模拟不同运行负荷、环境条件、功率因数、通信异常、一次侧故障等工况下电子式互感器性能测试研究平台,开展了ECT稳态准确度测试、ECT谐波特性与频率混叠测试以及故障下的ECT暂态特性测试。对不同厂家不同原理的ECT测试,发现在稳态误差方面低功率电流互感器测量准确度以及稳定性优于全光纤电流互感器。谐波特性方面随着频率增加,低功率电流互感器的比值误差相对稳定,而罗氏线圈会增大,相位误差两者总体呈现增大趋势;各厂家ECT均存在不同程度频率混叠;全光纤电流互感器能够可靠地传变故障引起的暂态量,而低功率电流互感器在含有直流分量下易饱和,罗氏线圈电流互感器受积分环节影响很大,容易出现超差。     

10/350μs冲击电流波测量用的磁心式自积分Rogowski线圈的研究

10/350μs冲击电流波的频带范围为几赫兹到1 MHz,普通空心Rogowski线圈自身电感较小,测量低频部分会失真.针对该问题,笔者以磁性材料做骨架,制作了自积分式Rogowski线圈.在10/350 μs冲击电流实验平台上与同轴管式分流器作了实验对比.结果表明,由于磁性材料的加入,大大提高了线圈的自感.也拓宽了线...     

分布电容对Rogowski线圈动态特性影响研究

在简单分析测量脉冲电流的微分式Rogowski线圈的工作原理基础上,详细论述了Rogowski线圈分布电容的计算方法、测量原理以及分布电容对线圈动态特性(即时域和频域)影响机理.为确保传感器具有良好的动态特性,必须串接最佳阻尼电阻,给出了最佳阻尼电阻的计算方法.仿真和现场测试结果表明,本文提出的方法,对于设计具有合理电磁参数Rogowski线圈,确保传感器具有较好的动态特性,起到理论指导作用.     

用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器

在用Rogowski线圈测量电流时，国外通常把小于1000A的电流测量统称为小电流测量，当Rogowski线圈测量小于100A电流时，线圈所感应出的电压信号极其微弱（仅为几mV到几十mV），易受干扰而很难准确测量，因此，电力系统中研制用于小于或等于100A电流的Rogowski电流互感器一直是公认的一大难题，文中介绍了一种通过后续电路的处理来测量小电流的新型Rogowski电流互感器，给出了其基本原理，实现和频率响应特性，最后就额定电流为100A的Rogowski电流互感器给出了实验结果，实验数据证明，其精度达到了0．2级，这种方法在测量额定值为几十A甚至几A电流时同样适用。     

Rogowski线圈的结构、电磁参数对其性能影响的研究

分析了Rogowski线圈结构参数(如线圈宽度、厚度和中心半径)和电磁参数(如线圈自感、互感和内阻)之间的关系以及它们对线圈动态特性(时域和频域特性)的影响。利用MATLAB软件和等值电路对Rogowski线圈进行了仿真研究。经过实验验证所得出的有关优选Rogowski线圈电磁和结构参数的方法,对于快速设计具有合理结构、最优电磁参数和良好动态特性的Rogowski线圈具有理论指导作用。