空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性,设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案,根据互感器的结构模块设置测试点,研究各单元部件和整机的特性。提出采用"额定准确低限值一次电流"下的"总谐波畸变率"指标,评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明,空心线圈电流互感器大电流时线性度好,小电流时易受干扰的影响,互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性,对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。     

用于气体绝缘开关的新型空心线圈电流互感器

新型空心线圈电流互感器具有无磁饱和及动态范围宽等优点，与传统的电流互感器相比有着明显的优势。文中介绍了一种可用于220kV气体绝缘开关(GIS)的新型空心线圈电流互感器，互感器以Rogowski线圈为传感头，以FPGA为核心构成数字变换器，采用数字积分技术还原被测电流波形。文中给出了空心线圈电流互感器的原理、结构及实验结果。温度及电磁兼容等试验表明，该互感器性能稳定，满足电子式电流互感器标准(IEC60044—8)精度(0．2级)要求。     

空心线圈电流互感器性能分析

空心线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同，其性能易受外界磁场及环境温度等因素的影响。该文对影响空心线圈电流互感器性能的磁场及温度等干扰因素进行详细分析，在理论分析的基础上提出相应的改进措施，并研制了一台220kVGIS用空心线圈电流互感器，给出了实验结果。实验表明，改进后的空心线圈电流互感器受环境温度及外界磁场的影响很小，且具有较好的频率特性和暂态特性，互感器满足0．2级精度要求。     

小电流下空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

为了给生产厂家产品设计和改善提供依据,对小电流下互感器输出波形质量进行测试.介绍了空心线圈的结构和工作原理,对互感器输出波形进行采集.将一台220 kV GIS用互感器作为实验仪器,在小电流下对互感器输出波形精度、暂态饱和性和稳态性进行测试.发现小电流下,空心线圈传感头输出受干扰的影响较大,而积分放大单元和相位补偿单元输出信号受干扰程度不大;在小电流下,一定程度上会导致电流互感器出现局部暂态饱和,但不会长期保持;小电流下容易受到外界环境的干扰,导致不同时刻输出电压相差较大,互感器输出波形不稳定.     

断路器中的光供电式空心电流互感器的设计及应用

1引言在电力系统中,互感器、断路器这两种装置一般是由不同的厂家设计和制造,传统的铁心电流互感器体积大而笨重,从结构、绝缘方面而言,两者也无法组合在一起。电子式电流互感器的出现将有可能结束这一局面。如果将体积小、精度高的电子式电流互感器与断路器合二为一,将大大地减小设备的总尺寸,且成本有所降低。根据IEC标准,从测量原理分类,电子式电流互感器包含了光学电流互感器、空心电流互感器(又称为Rogowski线圈)及低功率型电流互感器3种。早在20世纪80年代初,国外就有学者从事基于空心线圈的电子式电流互感器在中压开关中的运用研究,但由于相关技术的限制,空心线圈一般用来做保护通道的测量或者是大电流(额定电流为数百安培以上)的计量通道的测量。随着技术的发展,特别是基于PCB空心线圈新结构的出现,使得测量准确度大大提高,在数十安培的额定电流系统中运用同一个空心线圈作为传感头实现计量和保护的双重功能已经成为可能。笔者介绍的应用于35kV断路器μ0NhRaμ0N2hRaM=2πlnRi;L=2πlnRi=N.M图2空心线圈原理图IEC60044—《8ElectronicCurrentTransformer》标准,对额定电流20...     

基于独立线圈组合的空心电流互感器

提出了一种由多个独立空心线圈组合而成的的电流互感器及其组合方法。该方法既能保证各空心线圈精确的安装位置,又能保证各空心线圈之间的电气连接关系,分析了该空心电流互感器的测量精度。通过仿真和原型测试,对测量性能加以验证。     

基于RTDS的空心线圈电流互感器建模技术研究

描述空心线圈电子式电流互感器的数学模型,主要描述对象是传感头单元、模拟信号处理单元中的积分放大环节和相位补偿环节。基于电力系统实时数字仿真装置RTDS,在自定义建模功能模块CBuilder中依据各个主要描述对象的数学模型建立了空心线圈电流互感器自定义元件模型。通过搭建实物测试场景和仿真试验系统,分别对互感器产品以及自定义模型进行稳态和暂态等传变特性检测试验,从而验证空心线圈电流互感器自定义元件模型的正确性和实用性。     

应用于断路器中的光供电式空心电流互感器

介绍了一种应用于断路器中的光供电式空心电流互感器的原理、结构及性能。提出采用光纤在高、低压侧间传送测量信号及其高压侧所需要的能量,绝缘结构相对简单,将空心电流互感器组合在断路器中可减小设备占地面积和体积。所研制的电流互感器采用基于印刷电路板的空心线圈的结构,线圈二次绕组无需手工绕制和电阻调整;并对额定电流20 A,300 A及3 000 A的样机分别进行了测试,结果表明该系列电流互感器计量准确度均达到0.2S级,保护准确度为5P20。     

空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的适应性分析

为了系统地分析空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的影响,针对具体的互感器物理结构,采用理论、实验和仿真分析的手段,研究空心线圈电流互感器传感头和整体的频率特性和暂态特性。揭示了互感器较宽的频带特性有利于提高继电保护性能,频带宽度主要由Rogowski传感头和信号处理电路特性参数决定;暂态电流的测量误差关键取决于互感器对衰减非周期分量的刻画能力,即主要由非周期分量衰减时间常数和积分单元特性参数决定。最后,进一步从结构设计和测试标准方面提出空心线圈电流互感器应用于继电保护系统的适应性措施。     

空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

传统电磁式电流互感器具有较高非线性特征,在低压小电流状态下检测互感器传变特性,波形中存在大量波纹,波形质量较差。提出小电流下空心线圈电流互感器输出波形质量测试方法,设计了印制电路板(PCB)空心线圈电子式电流互感器,对互感器传变特性检测方案实施设计,从T型积分器参数选择对电流互感器实施优化设计,确保其输出波形质量较优,实现暂态控制。对T型积分器低频动态性能实施改进,符合TPE级电流互感器最高峰值瞬时误差低于10%时,确保积分器上限截止频率最高。实验结果表明,所设计电流互感器输出波形检测结果在合理区间内,降低空心线圈内径可降低干扰互感器输出电压波形空间电磁场区域,数字化操作可确保PCB空心线圈电流互感器输出波形内纹波量显著降低,增强波形质量。     

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。     

GIS用空芯线圈电流互感器及运行分析

介绍了110 KV气体绝缘开关(GIS)用空芯线圈电流互感器的原理及构成,将无磁饱和、频带宽、无剩磁的空芯线圈用于GIS中测量电流,具有体积小、可靠性高等突出优点。实际挂网的空心线圈电流互感器通过了0.2级的型式试验。挂网运行数据分析表明其满足实际应用要求。     

基于变步长原理的改进型高精度数字积分算法

为解决电子式电流互感器测量中积分环节中低频噪声、电压漂移及测量精度问题,提高空心线圈电子式电流互感器的工程实用性,依据变步长积分算法的原理,提出一种改进型高精度数字积分算法。算法的频率特性与理想积分的误差相对于一些改进积分算法要小的多,同时该算法具有采样率适中、计算量少、精度高的优点。仿真实验结果表明,所提改进算法性能优良,具有更强的抵抗噪声干扰和电压漂移的能力。     

新型PCB空心线圈电流互感器的设计与研究

为了进一步提高传统空心线圈的互感系数及其稳定性,以获得高精度的测量结果,提出一种新型PCB板空心线圈电流互感器。它具有全新的物理结构,通过其自身采取的抗干扰措施能够有效的抵抗外界的电磁干扰;并且,经过简单的组合即能有效地提高其互感系数。分析了新型PCB板空心线圈电流互感器的传感原理及抗干扰机理,给出了在不同电流级别下PCB空心线圈的结构以及一次导线的摆放特点,并针对其中一种设计结构制作了实际模型,进行了线性度与抗干扰能力测试,结果表明:额定电流为100A时,其测量准确度达到了0.2级,且具有较强的抵抗外界电磁场干扰的能力。     

直流电子式电流互感器中的一种谐波测量新方法

直流线路中谐波的测量对于谐波的抑制和治理具有重要的意义。为此,介绍了一种新型的300A直流电子式电流互感器(ECT)的谐波测量方法。该方法采用自积分式的带铁氧体铁心的Rogowski线圈,既克服了传统线圈受直流偏移影响严重的缺点,又避免了空心Rogowski线圈在小信号时灵敏度低的不足。实验结果证明该线圈在满足准确度要求的条件下可忽略直流分量对于磁导率的影响。同时,在实验室条件下,对线圈及积分电路的线性度、频率特性和温度特性进行了评估,实验结果显示该系统可以对50～2500Hz频段的谐波进行准确测量。系统线性度良好,准确度达到1%,并能在-30～70℃的温度变化范围内稳定工作,满足公用电网电能质量谐波GB/T14549-1993的要求。     

Characteristics analysis of superconducting power transformer without iron core

With the progress of superconducting wires for ac power use, research on superconducting power transformers is increasing. These transformers can be divided into two types: the iron-core type [1, 2]; and the air-core type [3–9]. The latter type has such advantages as absence of iron losses and magnetic saturation, and greater possibility of reduction of size and weight. However, the air-core transformer has a large magnetizing current due to the absence of iron core. Hence, research has been carried out on the possibility of using the air-core transformer also as a shunt reactor in a power transmission system. However, the operating characteristics of the air-core transformer, such as voltage regulation and reactance voltage, are not clear at present. In this paper, the equivalent circuit without losses is proposed first. Since this equivalent circuit is expressed by means of the magnetic coupling factor and self-inductances of windings, the effect of these parameters on the transformer characteristics can easily be investigated. Then, based on this equivalent circuit, the per-unit expressions for the air-core transformer characteristics are derived and the characteristics are analyzed in detail. The validity of the theoretical results are confirmed by experimental results obtained by the use of an experimental superconducting transformer.     

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向，文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处，根据保护的要求，重点分析了频响工作特性，并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为：对保护，在2 kHz频宽、20倍额定电流范围内，误差小于1%；对测量，可达0.2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要，而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。     

空心线圈电流传感器对暂态电流响应的仿真分析

根据空心线圈电流传感器的工作原理,重点分析了它对电力系统暂态电流的响应情况,并结合具体参数进行了仿真.分析和仿真说明,通过适当的参数选择,空心线圈传感器完全能够满足暂态电流测量的要求.