基于对角隐式Runge-Kutta法的新型数字积分器研究

数字积分器是基于空心线圈的电子式电流互感器的重要环节之一。对此文中基于对角隐式龙格库塔法提出了一种新的拓展梯形数字积分算法。为提高新型数字积分算法的积分精度,采用复合积分并推导出了不同采样频率下的通用新型数字积分器的传递函数。由于新型数字积分器的传递函数中含有分数延迟项,因此采用FIR和IIR两种滤波算法对其进行仿真分析。MATLAB仿真结果表明,新型数字积分器在低频段的性能要优于梯形数字积分器,可为基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的积分环节提供一种全新的设计方法。     

Rogowski线圈数字积分器的分析与设计

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器在电网系统中的应用越来越广泛,其中积分器是影响电子式电流互感器的稳定性和精度的关键.针对Rogowski线圈的积分算法,分别给出模拟积分和数字积分2种算法的实现形式,其中数字积分有更高的精度和稳定性.对数字积分3种算法从原理上对各自幅频特性和相频特性进行了比较分析,并给出了一种数字积分器的设计方案,分析了其方案的可行性和实用性.设计了基于C8051F340单片机的数字积分器,结果验证了此方法的可行性.     

电子式互感器相位补偿技术

相比于传统的电磁式电流、电压互感器,电子式电流和电子式电压互感器具有光纤系统绝缘性好、抗干扰能力强、精度高、无磁饱和与铁磁谐振问题等优点。特别在已建或者在建的数字化变电站、智能化变电站中应用比较广泛。本文通过对电子式互感器原理的介绍,得知电子式互感器采集数据时,相位偏差。数字积分器技术较模拟积分器具有绝对的优势,可以补偿相位。基于理论推导和分析梯形积分算法的幅频特性,并用Matlab仿真验证相位补偿效果。最后基于FPGA,实现了梯形算法数字积分器,通过仿真验证,得出本文设计的数字积分器满足IEC 60044-7/8电子式互感器0.2级精度标准,具有一定的实用性。     

Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究

积分环节是影响Rogowski线圈电子式电流互感器精度的关键因素.论述了模拟积分器的设计与实现,分析了模拟积分器的频率特性,理论分析和试验结果表明低频信号和温度对其精度有较大的影响.为进一步优化积分环节,设计了基于ARM的数字积分器,分别论述了其硬件结构和梯形积分算法,并且仿真了梯形积分算法对稳态电流和暂态电流的响应.仿真和试验结果表明,梯形积分算法能够很好的还原一次电流,同模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性.     

用于电子式电流互感器的数字积分器

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器中的关键环节。同模拟积分器相比，数字积分器具有更高的精度和稳定性，更适用于电子式互感器。文中主要论述了互感器用数字积分器的设计与实现，分析比较了多种积分方案；提出了根据设计精度要求，确定积分器所需最低采样率的算法；讨论了解决积分中漂移、初值及饱和问题的措施。研制了数字积分器样机，并进行了实验。实验结果验证了设计方法的有效性与实用性。     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

Rogowski线圈电子式电流互感器积分技术研究

积分环节是影响Rogowski线圈电子式电流互感器精度的关键因素。论述了模拟积分器的设计与实现,分析了模拟积分器的频率特性,理论分析和试验结果表明低频信号和温度对其精度有较大的影响。为进一步优化积分环节,设计了基于ARM的数字积分器,分别论述了其硬件结构和梯形积分算法,并且仿真了梯形积分算法对稳态电流和暂态电流的响应。仿真和试验结果表明,梯形积分算法能够很好的还原一次电流,同模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性。     

电子电流互感器高压侧电路设计的改进

为提高电子式电流互感器测量精度,在此对高压侧电路进行了改进,提出了目前新的设计方案.主要叙述了Rogowski线圈、高压侧电源、高压侧信号处理电路即积分电路、移相电路的改进情况.通过采用新型罗氏线圈可使线圈均匀绕制和每匝线圈横截面相等,克服了传统罗氏线圈的缺点.提出了一种新的高压供电方案,使供电电路能够在母线大电流和空载小电流下仍能正常工作,提供稳定的输出电压,有效解决了电子电流互感器高压侧电源问题.介绍了数字积分器,采用积分算法设计的数字积分器具有更高的精度和稳定性,相位特性优良.同时提出基于贝塞尔滤波器的全通恒时延滤波器,其幅度特性恒定,而且在低频范围内具有恒定的延迟时间.     

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.     

电子式电流互感器中的高精度数字积分器技术

作为空心线圈电子式电流互感器的核心环节,积分环节的效果决定着互感器的准确度。传统的模拟器件与理论值存在误差,运放的漂移、电容的泄漏与损耗、时漂、温漂等问题都会影响着最后的精度,对模拟器件的研究无法从根本上克服这些问题。与此同时,数字积分器由于受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小,可靠性和重复性高,应用越来越广泛。笔者在对常用模拟积分和数字积分进行比对研究的基础上,提出了一种基于龙贝格算法的含并行通道的数字积分器结构,结果表明,该数字积分器既可以降低误差,又可以提高运算速度。     

基于Rogowski线圈电流传感器的研制

论述了Rogowski线圈电流传感器的系统结构、工作原理、制作工艺等环节。对罗氏线圈进行了灵敏度测量 ,并对实验结果进行了分析。另外 ,论述了罗氏线圈传感器的功能与对应的软硬件措施。对抗干扰问题进行了讨论。     

变压器局部放电在线监测的非磁性心棒式电流传感器的研究

本文论述了研究成功的适合于大型电力变压器局部放电在线监测的电流传感器──非磁性心棒罗戈夫斯基线圈，提出了考虑长传输线影响的等效电路，并在此基础上分析计算了传感器各参数对其频率特性的影响．得出了非磁性心棒罗戈夫斯基线圈的设计方法。     

基于Rogowski线圈的数字积分器的研究与设计

积分器是影响基于Rogowski线圈电流互感器精度的关键环节。对模拟积分器的温度特性进行了分析,理论分析和实验结果表明其受温度的影响较大。和模拟积分器相比,数字积分器具有更高的精度和稳定性。利用梯形公式进行数字积分,分析与仿真了梯形积分算法对稳态和暂态电流的响应,提出了解决积分中漂移、初值问题的措施。设计了基于STM32F103的数字积分器,并利用新型PCB平面Rogowski线圈电流互感器进行了实验。实验结果验证了设计方法的有效性。     

高压电子电流互感器Rogowski线圈优化设计

根据安培环路定律和法拉第电磁感应定律,导出了有源型高压电子电流互感器传感头重要组成部分的Rogowski线圈感应电压数学模型。通过建立装配间隙系数、线圈等效尺寸等概念,讨论了决定线圈互感值大小的各项结构参数,得到了依据互感梯度物理意义而提出的Rogowski线圈最优结构设计参数计算模型,即有约束非线性最优化问题。给出了Rogowski线圈结构设计的应用实例,在MATLAB上的计算仿真结果与实际情况相符合,为有源型高压电子电流互感器Rogowski线圈结构优化设计提供了一种理论依据。     

罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率.仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围.     

Rogo wski线圈热膨胀效应产生测量误差的计算

热膨胀使Rogowski线圈尺寸变化进而改变线圈互感是电子电流互感器出现测量误差的原因之一。为定量分析计算热膨胀对Rogowski线圈的影响,采用理论分析与推导的方法得出常见类型Rogowski线圈骨架热系数和绕组热系数的计算公式。计算表明,圆形、矩形和跑道型截面Rogowski线圈骨架的热系数等同其材料热膨胀系数;线圈绕组的热系数近似2倍于其材料热膨胀系数。这种基于线圈热系数概念建立的热膨胀误差计算模型可用于设计高精度Rogowski线圈。     

基于数字积分算法的电子式电流互感器传变特性

电子式电流互感器是电力系统中用于电能计量、测量和继电保护的重要设备之一,文章以Rogowski线圈电子式电流互感器为例,对常用的矩形、梯形、Simpson和双线性变换积分算法进行比较分析,全面评估不同积分算法可能对其传变特性的影响。首先,基于电子式电流互感器等效电路和积分算法分别获取其传递函数;其次,通过各个环节幅频和相频特性分析,获取并比较了含不同积分算法的电子式互感器整体的频带特性;最后,以某实际110 k V变电站用电子式电流互感器参数为例,针对稳态和动态信号不同输入情况下,对含不同积分算法的电子式互感器传变特性进行仿真。结果表明:不同积分算法的互感器均有良好的频带特性和稳态传变特性,但在动态特性跟踪以及抗干扰能力方面则具有较为明显差别。     

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。     

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。